11차시_OS.md

✏️ OS (운영체제)

운영체제 중 커널이 무엇이고 커널의 기능에 대해 설명해주세요.

커널이란 운영체제의 핵심이 되는 기능들이 모여있는 컴퓨터 프로그램으로 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 담당합니다.

커널은 주로 프로세스 관리, 저장 장치 관리, 주변 장치 관리, 파일 관리의 기능을 합니다.

프로세스와 스레드의 차이점에 대해서 말해주세요.

프로세스는 메모리 상에서 실행되는 프로그램의 단위를 뜻하고 스레드는 프로세스안에서 실행되는 여러 흐름의 단위라는 차이가 있습니다.

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프로세스는 운영체제로부터 자원을 할당받은 작업의 단위를 의미하며, 스레드는 프로세스가 할당 받은 자원을 이용하는 실행 흐름의 단위를 의미합니다.

모든 프로그램은 운영체제가 실행되기 위한 메모리 공간을 할당해 줘야 실행할 수 있는데, 프로세스는 정적인 프로그램을 실행 시켜 동적으로 변경해 프로그램을 돌아가게 합니다. 즉, 메모리를 할당받아 프로그램이 실행되고 있는 상태입니다. 이 때, 하나의 프로세스 안에서 동시에 진행되는 일련의 작업 흐름들을 스레드라고 합니다.

프로세스 스케줄링에 대해 말해주시고 어떤 유형이 있는지 설명해주세요.

프로세스 스케줄링은 CPU를 사용하려고 하는 프로세스들 사이의 우선순위를 관리하는 작업 입니다.

유형에는 선점형 스케줄링과 비선점 스케줄링이 있습니다.

선점형 스케줄링은 하나의 프로세스가 CPU를 차지하고있다가 우선순위가 더 높은 다른 프로세스가 현재 프로세스를 중단 시키고 CPU를 점유하는 방식이며 비선점형 스케줄링은 한 프로세스가 CPU를 할당 받으면 작업 종료후 CPU를 반환 할 때까지 다른 프로세스가 CPU 점유가 불가능해지는 방식입니다.

운영체제의 정의와 목적에 대해 간단하게 말씀해주세요.

운영체제란 컴퓨터를 동작시키는 데 도움을 주는 소프트웨어로, GUI나 CLI 등 인터페이스를 제공해 사용자에게 편의를 제공하며 프로세스나 메모리를 관리하고 사용자의 하드웨어에 대한 접근을 막아 컴퓨터 시스템 내의 자원을 효율적으로 관리하는 역할을 합니다.

운영체제의 메모리 관리 전략에 대해 말씀해주세요.

운영체제의 메모리 관리 전략으로는 연속 메모리 할당과 페이징, 세그먼테이션 등의 비연속 메모리 할당 방법이 있습니다.

연속 메모리 할당은 프로세스를 메모리에 연속적으로 할당하는 기법이며, 고정 분할 방식과 가변 분할 방식이 있습니다.

고정 분할 방식은 메모리 영역을 분할한 뒤, 각 영역에 프로세스를 할당하는 방식이며 메모리에 올릴 수 있는 프로세스 수와 각 프로세스 크기가 제한되며 단편화 문제가 발생할 수 있습니다.

가변 분할 방식은 할당할 프로세스 크기에 따라 메모리 공간을 분할하는 방식이며, 최초 적합, 최적 적합, 최악 적합 등의 메모리 할당 알고리즘을 이용해 가용 메모리 공각에서 프로세스가 로드될 수 있는 메모리 공간을 찾습니다.

비연속 메모리 할당 방법은 프로세스의 메모리 영역을 나눠서 메모리 공간에 저장하는 방법으로, 페이징과 세그먼테이션 방법이 있습니다.

페이징은 논리 메모리 영역과 물리 메모리 영역을 각각 일정한 크기의 페이지와 프레임으로 나누고, 프로세스가 사용하는 공간을 논리 메모리에서 여러 페이지로 나눠 관리하고 번호를 할당해 프로세스의 페이지와 물리 메모리의 프레임을 매핑하는 방식입니다.

세그먼테이션은 논리 메모리와 물리 메모리를 페이징과 다르게 서로 다른 크기의 논리적인 단위의 세그먼트로 분할합니다. 단위별로 데이터를 보호하기 쉽지만, 세그먼트 크기가 균등하지 않기 때문에 프로세스의 할당과 해제를 반복하는 과정에서 외부 단편화 문제가 발생할 수 있습니다.

추가로 세그먼테이션과 페이징의 혼용 기법은 페이징과 세그먼테이션 기법이 각각 내부 단편화화 외부 단편화가 발생하기 때문에 이를 최대한 줄이기 위해 두 가지 방법을 혼용하는 방법으로, 프로세스를 세그먼트로 나눈 다음 세그먼트를 다시 페이지 단위로 나누어 관리합니다. 매핑 테이블을 두 번 거쳐야 하므로 속도가 느려진다는 단점이 있습니다.

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참고

• https://kjhoon0330.tistory.com/entry/운영체제OS-운영체제란-무엇인가#5.2.1. (1) 시스템 호출(System Call)

• https://velog.io/@codemcd/운영체제OS-1.-운영체제란

• https://jerryjerryjerry.tistory.com/171

• https://velog.io/@yukina1418/OOP%EC%97%90%EC%84%9C-IoC%EC%99%80-DI%EA%B0%80-%EC%A4%91%EC%9A%94%ED%95%9C-%EC%9D%B4%EC%9C%A0%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%98%EC%97%AC-%EC%9E%91%EC%84%B1%EC%A4%91

• https://so-kyte.tistory.com/130

• https://dheldh77.tistory.com/entry/운영체제메모리-관리-전략Memory-Management-Strategy

• https://1chanhue1.tistory.com/entry/운영체제-운영체제의-메모리를-관리-전략

• https://velog.io/@raejoonee/프로세스와-스레드의-차이

• https://inpa.tistory.com/entry/👩‍💻-프로세스-⚔️-쓰레드-차이