운영체제 - 5

KOCW 운영체제 5강

양희재 교수님 강의를 듣고 쓴 글입니다.

지난 시간에 배웠던 것들

OS 역할 중 하나인 “보호”에 대해 배웠다. OS가 만들어졌을 당시 하나의 컴퓨터에는 여러명의 사용자가 동시에 사용하는 환경을 고려했었다.(비싸서 혼자서는 못썼기 때문) → 어떤 한 사람이 잘못된 시도를 하면 그 결과가 모든 사용자들에게 영향을 줄 수 있었다.

따라서 OS는 사용자가 치명적인 영향을 미치는 것을 막을 수 있어야 했다.

• I/O Protection

  예시 상황 : A가 프린트 하고 있는데 B가 프린트 요청을 한 상황

  1. Application에서 A의 프린트 요청을 받고 OS에게 프린트를 해달라고 요청.
  2. A의 요청을 받고 프린트 시작. B의 요청이 들어옴. Application에서 B의 프린트 요청을 받고 OS에게 프린트를 해달라고 요청.
  3. OS는 이미 프린트 중인 사용자가 있으니 B를 대기 시킴. 끝나면 B의 프린트 수행.

  IN, OUT이라는 명령어로 프린트를 하는데, 이 명령어를 privileged instruction으로 설정해서 사용자가 직접 쓰지 못하게 하고 OS만 쓸 수 있게 함으로써 I/O Protection.

• Memory Protection : 프로그램이 다른 메모리에 있는 프로그램이나 OS영역을 침범 못하게 막아준다.

5강 시작

CPU Protection

• 한 사용자(or program)이 실수or고의로 CPU 시간 독점하게 되는 경우가 발생할 수 있음.

  Ex) while(n = 1) // 무한loop

• 해결법 → timer를 둬서 해결.

  1. CPU에게 timer로 일정 시간 경과할 때 마다 Interrupt을 발생시킨다.
  2. 일정 시간을 넘겼다면 OS의 ISR로 점프.
  3. ISR은 메모리에 올라온 프로그램들에게 CPU시간이 골고루 가는지 확인한다.
  4. 어떤 프로그램에 CPU가 묶여있는게 보이면 강제로 다른 프로그램에게 넘겨서 CPU시간을 준다.

여기까지가 다중 user system에서 컴퓨터를 보호하는 3가지 방법이었다.

• Application : 모든 Application은 resource를 사용한다.
• OS : 그 resource를 효율적으로 나눠주는 역할이 OS이다.
• Hardware : resource.

Process Management

• process : memory에서 실행중인 program이다. program in execution.
• 기능
  1. Process creation/deletion
  2. process suspend/resume
  3. Interprocess Communication : IPC 프로세스 간 통신
  4. Synchronization
  5. Deadlock handling

Main memory Management

• 기능

  1. process에게 메모리 공간 할당해준다.

  2. 메모리의 어느 부분이 어느 process에게 할당 됐는가를 추적 및 감시한다.

  3. process종료 시 메모리 회수.

  4. memory의 효과적 사용.

  5. Virtual memory : 물리적 실제 메모리 보다 더 큰 용량을 갖도록 한다.

     → main memory는 HDD/SSD에 비해서 용량이 작다. 따라서 main memory보다 더 크게 쓰고 있을 때 virtual memory 쓴다.

File Management

• Track/Sector로 구성된 disk를 사용자에게 file이라는 논리적 관점으로 보게 해준다.
• 기능
  1. File creation/deletion
  2. directory creation/deletion
  3. Open, close, read, write, create, delete 기본동작 지원
  4. Track/Sector - file간의 mapping
  5. Backup

예전 강의라서 그런지 SSD에 대한 언급이 거의 없다…

Secondary Storage Management

• HDD, SSD 등
• 기능
  1. 빈 공간 관리
  2. 저장공간 할당
  3. Disk scheduling

I/O device Management

• 기능
  1. device drivers
  2. I/O device 성능향상 : buffering, caching, spooling(memory 대신 HDD를 중간매체로. Ex:프린트 할 때)

System call

일반 application은 HW resource를 직접적으로 사용하거나 접근할 수 없다는 것을 알게되었다. 접근할 일이 생길 때마다 OS에게 요청해야만 한다는 것도 알게됐다.

System call : 일반 application이 OS가 제공하는 서비스를 받기 위해 호출하는 것.

• Process1 #1 : file 생성을 위해 OS에 system call.
• Process1 #2 : OS는 Hardare resource인 HDD의 공간에 file을 생성.
• Process2 #1 : 프린트 요청을 위해 OS에 system call.
• Process2 #2 : OS는 Hardare resource인 프린터를 사용하여 원하는 문서를 출력.