운영체제 핵심 기능 파악

운영체제 핵심 기능 파악

1. 메모리 관리 기법

기법	설명
반입 기법	메모리로 적재 시기 결정
배치 기법	메모리로 적재 위치 결정
할당 기법	메모리로 적재 방법 결정
교체 기법	메모리 교체 대상 결정

 

2. 메모리 배치 기법

기법	설명
최초 적합(First-fit)	가용 공간 중 첫 번째 분할에 할당
최적 적합(Best-fit)	가장 크기가 비슷한 공간에 할당
최악 적합(Worst-fit)	가장 큰 공간에 할당

 

    ※ 페이지 교체 기법 유형

기법	설명
LRU (Least Recently Used)	사용된 시간을 확인하여 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지를 선택하여 교체하는 기법
LFU (Least Frequently Used)	사용된 횟수를 확인하여 참조 횟수가 가장 적은 페이지를 선택하여 교체하는 기법

 

3. 프로세스 상태 전이

 

4. 프로세스 스케줄링

 - 선점형 스케줄링 알고리즘

    - 하나의 프로세스가 CPU를 차지할 때, 우선순위가 높은 다른 프로세스가 현재 프로세스를 중단하고 CPU를 점유하는 스케줄링 방식

 - 비선점형 스케줄링 알고리즘 : 한 프로세스가 CPU를 할당 받으면, 작업 종료후 다시 반환되기까지 다른 프로세스가 점유 불가능한 방식

 

5. 선점형 프로세스 알고리즘의 유형

알고리즘 유형	설명
라운드 로빈 (Round Robin)	같은 크기의 CPU 할당
SRT (Shortest Remaining Time First)	가장 짧은 시간이 소요되는 프로세스를 먼저 수행하고, 남은 처리시간이 더 짧다고 판단되는 프로세스가 준비 큐에 생기면 언제라도 프로세스가 선점됨
다단계 큐 (Multi Level Queue)	여러 개의 큐를 이용하여 상위단계 작업에 의한 하위단계 작업이 선점
다단계 피드백 큐 (MLFQ : Multi Level Feedback Queue)	큐마다 서로 다른 CPU시간 할당량을 부여, FIFO+라운드 로빈 스케줄링 기법 혼합

 

6. 비선점형 프로세스 알고리즘의 유형

알고리즘 유형	설명
우선순위 (Priority)	- 프로세스별 우선순위에 따라 CPU할당
기한부 (Deadline)	- 작업들이 명시된 기한 내에 완료되도록 계획
FCFS(=FIFO) (First-Come First-Served)	- 프로세스가 대기 큐에 도착한 순서에 따라 CPU 할당
SJF (Short Job First)	- 프로세스가 도착하는 시점에 따라 그 당시 가장 작은 서비스 시간을 갖는 프로세스가 종료 시까지 자원 점유 - 기아 현상 발생     ※ 기아 현상 : 시스템 부하가 많아서 준비 큐에 있는 낮은 등급의 프로세스가 무한정 기다리는 현상
HRN (Highest Response ratio Next)	- 대기 중인 프로세스 중 현재 응답률이 가장 높은 것을 선택 - 기아현상 최소화 기법 - 우선순위 = (대기시간+ 서비스시간) / 서비스시간

 

7. 반환시간과 대기시간

 - 반환시간 = 종료시간 - 도착시간

 - 대기시간 = 반환시간 - 서비스 시간

 

8. 교착상태

 - 다중프로세싱 환경에서 두 개 이상의 프로세스가 특정 자원할당을 무한정 대기하는 상태

 

9. 교착상태 발생 조건

발생 조건	설명
상호 배제 (Mutual Exclusive)	프로세스가 자원을 배타적으로 점유하여 다른 프로세스가 그 자원을 점유할 수 없는 상태
점유와 대기 (Hold & Wait)	한 프로세스가 자원을 점유하고 있으면서 또 다른 자원을 요청하여 대기하고 있는 상태
비선점 (Non Preemption)	한 프로세스가 점유한 자원에 대해 다른 프로세스가 선점할 수 없고, 오직 점유한 프로세스만이 해제 가능한 상태
환형 대기 (Circular Wait)	두 개 이상의 프로세스 간 자원의 점유와 대기가 하나의 원형을 구성한 상태

 

10. 교착상태 해결 방법

해결 방법	설명
예방 (Prevention)	- 상호 배제를 제외한 나머지 교착상태 발생 조건을 위배(부정)하는 방안
회피 (Avoidance)	- 안전한 상태를 유지할 수 있는 요구만 수락 - 은행가 알고리즘 : 사용자 프로세스는 사전에 자기 작업에 필요한 자원의 수를 제시하고 운영체제가 자원의 상태를 감시, 안정상태일 때만 자원을 할당하는 회피기법
발견 (Detection)	- 시스템의 상태를 감시 알고리즘을 통해 교착 상태 검사
복구 (Recovery)	- 교착상태가 없어질 때까지 프로세스를 순차적으로 Kill하여 제거 - 희생자 선택해야 하고 기아 상태 발생

 

11. 가상화(Virtualization)

 - 물리적인 리소스들을 사용자에게 하나 or 여러 개로 보이게 하는 기술

 - 이를 통해 서버의 가동률을 60~70% 이상으로 올릴 수 있음

 

12. 가상화 기술요소

기술요소	설명
컴퓨팅 가상화	- 물리적으로 컴퓨터 리소스를 가상화하여 논리적 단위로 리소스를 활용 - ex) 하이퍼바이저
스토리지 가상화	- 스토리지와 서버 사이에 SW/HW 계층을 추가하여 스토리지를 논리적으로 제어 및 활용 - ex) 분산 파일 시스템
I/O 가상화	- 서버와 I/O 디바이스 사이에 위치하는 미들웨어 계층으로, 서버의 I/O 자원을 물리적으로 분리하고, 케이블과 스위치 구성을 단순화하여 효율적 연결을 지원 - ex) 가상 네트워크 인터페이스 카드
컨테이너	- 컨네이너화된 애플리케이션들이 단일 운영체제상에서 실행 - ex) 도커(Docker) : 컨테이너 응용 프로그램의 배포를 자동화하는 오픈소스 엔진
분산처리 기술 (Distributed Computing)	- 여러 대의 컴퓨터 계산 및 저장능력을 이용하여 커다란 계산문제 or 대용량의 데이터를 처리하고 저장
네트워크 가상화 기술	- 물리적으로 떨어져 있는 다양한 장비들을 연결하기 위한 수단으로, 중계장치(라우터, 스위치 등)의 가상화를 통한 가상 네트워크(Virtual Network)를 지원 - ex) SDN, NFV

 

13. 클라우딩 컴퓨팅

 - 인터넷의 서버를 통해 IT관련 서비스를 한 번에 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경

 

14. 클라우드 컴퓨팅 분류

분류	설명
사설 클라우드 (Private Cloud)	기업 or 조직 내부에서 보유하고 있는 컴퓨팅 자원(IDC, 서버 등)을 사용해 내부에 구축되어 운영
공용 클라우드 (Public Cloud)	클라우스 서비스 제공 업체에서 다중 사용자를 위한 컴퓨팅 자원 서비스를 제공
하이브리드 클라우드 (Hybird Cloud)	사설 + 공용

 

15. 클라우딩 컴퓨팅 유형

유형	설명
인프라형 서비스 (IaaS)	서버, 스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공하는 서비스
플랫폼형 서비스 (PaaS)	애플리케이션을 개발, 실행, 관리할 수 있게 하는 플랫폼을 제공하는 서비스
소프트웨어형 서비스 (SaaS)	클라이언트를 통해 접속하여 SW를 서비스 형태로 이용하는 서비스