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🚗 Major Study (Bachelor)/🟧 Operating System26

[OS / 운영 체제] Segmentation Architecture, Hashed Page Table, Page Replacement Hashed Page Table 공간은 크지만 데이터가 sparce할 때 사용하기 좋은 데이터 구조이다. 어떤 key value가 들어가면 위치가 return 되는 함수이다. Linked list 구조 속에 page number와 frame number가 저장되어있다. Segmentation paging은 low level 의 address를 관리하지만 segmentation은 논리적인 단위로 쪼개는 컨셉이다. 프로그램을 실행할 때 사용하는 메모리는 Code와 데이터로 나눌 수 있다. 데이터 또한 Heap과 Stack으로 나뉠 수 있고 이런 것이 논리적인 구획이 된다. 논리적인 메모리 Space를 오른쪽 그림처럼 나눌 수 있다. 하나하나를 Segment라고 부르게 된다. Memory를 쪼개서 나눠서 본다.. 2022. 6. 9.

[OS / 운영체제] Virtual Memory, Virtual Address Space, Demand Paging, Copy-on-Write Background 프로그램이 아주 많은 Instruction으로 구성되어 있는데 다 Load 하는 것이 필요한가? 실제 프로그램을 실행하면 모든 영역이 사용되는 것이 아니다. 예를 들어 Error handling code들은 error 발생 이전까지 사용되지 않는다. 필요한 부분만을 load 하자는 접근이 가능해진다. Background 필요한 부분만을 load하면 여러가지 장점이 생긴다. 첫 번째로 상당히 큰 프로그램을 실행할 수 있다는 것이다. physical memory의 양이 반드시 필요한 부분만 올릴 수 있다면 실행할 수 있게 된다. 그 결과 동일한 크기의 메인 메모리를 갖고 있다고 하더라도 더 많은 프로그램을 실행할 수 있다. 다음으로 Swaping을 할 때 I/O Overhead가 크게 줄.. 2022. 6. 6.

[OS / 운영 체제] Paging, Frame Table, Hardware Support, Shared Pages, Hierarchical Paging Paging overhead는 2가지가 있다. 메모리 관점에서 page table 을 먼저 살펴보자. page table의 메모리 공간은 무시하지 못할 만큼 크다. page의 한 칸이 frame number 를 나타낼 수 있어야 하고 page offset이 12 bit라면 20bit의 크기를 담을 수 있어야 한다. 4MB 정도 해당하므로 무시할 수 없다. page table은 컴퓨터 안에 프로세스 개수 만큼 존재한다. 프로세스가 100개 정도 있다고 하면 400MB 정도 차지한다고 볼 수 있다. 두 번째는 Internel Fragmentation 관점이다. 예를 들어 logical memory의 공간이 14라고 하면 어찌 됐든 16에 해당하는 메모리를 할당 받아야 한다. 그렇게 되면 하나의 Frame에는.. 2022. 6. 2.

[OS / 운영체제] Swapping, Contiguous Memory Allcoation, Fragmentation, Paging, Swapping 현재 프로세스에서 다른 프로세스로 Switching이 일어나려고 한다. 프로세스 크기를 100MB로 가정. 디스크의 latency가 8ms 정도 걸린다. 2초에다가 8ms 정도 추가된다. 2008ms 걸리게 되고 Swap out과 Swap in 총 2번 일어나고 4016ms가 걸린다고 할 수 있다. Context Switching 할 때 걸리는 숫자이다. Time slice가 보통 10 ~ 100 ms 하는데 Context Switching 할 때 4초가 걸린다는 것은 너무 오래 걸리는 것이다. disk transfer rate를 늘리기 위해서 Hard Dist를 SSD로 바꾸는 등의 작업이 필요하다. 사용에 필요한 프로세스만 넘기는 것으로 Context Switching을 해야 한다. .. 2022. 5. 30.

[OS / 운영체제] Address Binding, Logical vs Physical Address Space, Dynamic Linking and Shared Library, Swapping Basic HardWare 하드웨어가 자동적으로 벗어났는지 아닌지를 확인해준다. Memory Management Unit. 아주 빠른 시간에 처리를 한다. 현재 프로세스의 시작점은 base라고 한다. 주소를 달라고 하면 base와 비교를 해서 아래 있으면 NO (Interrupt가 발생)위에 있으면 YES를 얻게 된다. base보다 큰 값이면 다음 Task를 비교한다. base + limit을 해서 주소값을 얻고 이보다 크게 되면 Segmentation fault를 보게 된다. 이 모든 것을 HardWare가 한다는 것을 기억하자. base와 limit이 저장되는 곳은 래지스터이다. 아주 빠른 시간에 처리를 할 수 있다는 것이다. Base/limit 래지스터는 priviledge ~ 이 문장 확인해볼 것.. 2022. 5. 26.

[OS / 운영체제] The Readers-Writers Problem, The Dining Philosopher's Problems, Synchronization within the Kernel, POSIX Synchronization The Readers-Writers Problem Writer는 데이터를 바꾸기도 하고 읽어올 수 있는 함수이다. Mutual Exclusion 보장하지 않고 Shared Data를 건드리면 race condition이 발생하고 Debug 하기 굉장히 어렵다. Writer 들이 동시에 들어오면 안된다. Reader 들이 있는데 데이터를 읽어오기는 하지만 수정을 하지 않는다. 동시에 Shard Data에 접근을 하면 문제는 발생하지 않는다. 읽기만 하는 Reader는 여러 개가 있어도 상관이 없다. 쓰고 있는 중간에 읽어가면 이때는 문제가 발생한다. 이 상황은 위험한 상황이다. 반대의 경우 Reader가 읽어가고 있는데 Writer가 들어와서 내용을 바꾸어 버리면 이것도 문제가 발생하는 상황이다. 총 4가.. 2022. 5. 23.

[OS / 운영 체제] Monitors, Condition Variable, Implementing a Monitor Using Semaphore, Deadlock and Starvation, Bounded Buffer Problem Monitors Monitor에서 실행할 수 있는 것 자체가 Resource이다. Spin lock과 Block의 방법으로 Waiting 시키는 방법을 사용한다. Waiting 은 Linked List로 구현을 한다. Monitor 자체는 Mutual Exclusion을 지원하기 때문에 신경쓰지 않아도 된다. Monitor in Java synchronized라는 키워드를 제공한다. 메소드를 정의할 때 사용을 하면 한 번에 하나의 Thread만이 실행될 수 있는 함수인 것이다. System.Threading.Monitor의 특성을 전해 받으면 Monitor의 특성을 가질 수 있게 된다. Condition Variable 얼음 땡 놀이. 변수를 선언하고 x.wait으로 실행을 하면 얼음과 동일한 상태가 된.. 2022. 5. 19.

[OS / 운영체제] Mutex, Semaphores, Monitors Mutex Mutex의 값이 1이면 들어가도 된다. Boolean variable의 뜻은 Available하다는 것을 가진다. True이면 들어와도 된다! 초기화를 True로 설정을 해야 한다. 하지만 아무나 접근할 수 없다. Atomic Operation을 통해서만 바꿀 수 있다. Class의 Private 변수로 선언을 하는 것과 동일하다. acquire는 Entry section에서 사용되는 함수이다. 누가 들어가 있는지 확인을 해야 한다. release 함수는 Exit function이다. 다음 친구가 들어와도 된다고 하는 풀어주는 구역이다. acquire 함수 available의 값이 처음에 true이므로 while 문을 통과하게 된다. 그러면서 available가 false로 바뀌게 된다. 이.. 2022. 5. 16.

[OS / 운영체제] Mutual Exclusion using TestAndSet, Mutual Exclusion and Swap, Mutual Exclusion using CAS, Bounded Waiting Mutual Exclusion, Atomic Variable Mutual Exclusion using TestAndSet critical section 앞에 entry section이 있다. Lock의 초깃값이 false이다. 첫 번째 프로세스가 critical section에 들어가려고 시도를 한다. TestAndSet은 이전의 lock의 값을 return 해주는 함수이다. while()문이 깨지게 된다. 들어가는 입장에서 while문이 깨지는 것, Critical section에 들어갈 수 있다는 의미이다. lock = 0이므로 들어갈 수 있게 해주고 TestAndSet은 해당 lock값을 무조건 1로 바꾸어 준다. 그 변수의 값을 true로 바꿔준다. 다음 프로세스가 들어오게 되는 경우 TestAndSet의 리턴값은 true이므로 while 문이 유지가 되어.. 2022. 5. 9.

[OS / 운영체제] Peterson's solution, Erroneus Algorithm, Peterson's Solution, Memory Barriers, Hardware Instructions, compare and swap, TestAndSet Peterson's solution 프로세스가 2개 있다고 가정, 3개부터는 어떻게 하는가. Peterson의 solution으로는 안된다. Pi, Pj는 상대적인 이름이다. 나 자신이 P0라면 Pi가 P0가 된다. Pi는 나 자신을 일컫는 말이다. turn, 누가 들어갈 차례인지가 turn 변수에 해당한다. flag변수는 사이즈가 2인 배열이다. 프로세스가 2개 있다고 가정을 했기 때문. turn의 초깃값은 0 flag도 0으로 초기화 되어있다. Erroneus Algorithm do while 루프 안에서 critical section이 존재한다. entry section이 while 시작문이고 exit section은 아래 처럼 구현한다는 것이다. 내 차례가 아니면 기다리라는 반복문이 된다. tur.. 2022. 5. 2.

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