운영체제에서 발생할 수 있는 중요한 문제인 교착상태에 대해 알아보자! 교착상태란?교착상태란 두 개 이상의 프로세스가 서로의 자원을 기다리며 무한정 멈춰있는 상태를 말한다.예를 들어, 자동차 교차로에서 네 대의 자동차가 각각 서로의 길을 막으며 무한히 기다리는 상황을 상상해 보자.각 자동차는 다른 자동차가 지나가야만 자신이 움직일 수 있으므로, 모두가 멈춰 있게 되는 현상이 교착상태이다.  교착상태 발생의 필요충분조건교착상태는 다음의 네 가지 조건이 적용되었기 때문에 발생한 것이다.하나라도 충족되지 않으면 교착상태가 발생하지 않는다. 1. 상호 배제(Mutual Exclusion)자원은 한 번에 한 프로세스만 사용할 수 있기 때문이다.ex) 한 칸에 한 명만 들어갈 수 있는 화장실은 상호배제를 잘 지킨 것..

캐시란?캐시(Cache)는 우리가 자주 접하는 데이터를 더 빠르게 가져오기 위해 미리 준비해 놓는 비서 같은 존재이다.예를 들어, 당신이 서재에서 책을 읽고 있는데, 같은 책을 몇 번씩 꺼내보고 싶어 한다고 하자.책을 서재 구석에서 매번 꺼내오는 것은 시간이 오래 걸리겠지만, 자주 보는 책을 책상 위에 준비해둔다면 훨씬 빨리 볼 수 있을 것이다. 이 책상 위의 책이 바로 캐시다. 운영체제도 비슷한 고민을 한다. CPU는 매우 빠르게 작동하는 반면, 메인 메모리나 디스크에서 데이터를 가져오는 데는 시간이 걸린다.그래서 운영체제는 자주 쓰이는 데이터를 캐시에 저장해 두어, 필요할 때 신속하게 사용할 수 있도록 한다.이로 인해 시스템 성능이 비약적으로 향상된다. 정리하자면, 캐시란 자주 사용하는 데이터나 값을..

CPU와 코어CPU는 컴퓨터의 중심에서 명령어를 메모리에서 가져와 해석하고 실행하는 반도체 유닛이다.하나의 CPU는 여러 개의 코어를 가질 수 있으며, 이러한 코어들은 CPU가 동시에 여러 작업을 효율적으로 수행할 수 있도록 해준다. 컴퓨터 사양을 보면 "4코어 8스레드"라는 표현을 자주 볼 수 있다.4코어란 CPU에 물리적 코어가 4개 있다는 의미다. 각 코어는 독립적으로 작업을 수행할 수 있는 단위다.8스레드란 논리적 코어가 8개라는 의미다. 이는 하이퍼스레딩(Hyper-Threading) 기술 덕분에 하나의 물리적 코어가 동시에 2개의 스레드를 실행할 수 있다는 뜻이다.  하이퍼스레딩 (Hyper-Threading)하이퍼스레딩은 인텔(Intel)에서 개발한 기술로, 물리적 코어 하나가 두 개의 스레..

가상 메모리란메인 메모리의 크기는 한정되어 있기 때문에, 물리적 메모리보다 큰 프로세스는 그대로 실행할 수 없다.그렇다면 이런 경우 프로세스는 어떻게 실행될까?가상 메모리는 실제 물리적 메모리(RAM)보다 더 많은 메모리를 사용할 수 있도록 하는 메모리 관리 기법이다.즉, 가상 메모리는 물리적 메모리와 독립적인 논리적 주소 공간을 제공하여, 실제 메모리 크기와 관계없이 더 큰 주소 공간을 사용할 수 있게 해준다.가상 메모리는 필요한 부분만 메모리에 올림으로써 메모리에 올라가는 프로세스의 크기를 줄이는 요구 페이징 기법을 사용한다. 요구 페이징(Demand Paging)이란가상 메모리는 메모리를 고정된 크기로 나눠서 관리하며 이를 페이지라고 부른다.요구 페이징이란 프로그램이 실행될 때 모든 페이지를 처음부..

프로세스와 스레드란?프로그램프로그램은 윈도우의 .exe 파일이나 Mac의 .dmg 파일과 같은 컴퓨터에서 실행할 수 있는 파일을 통칭한다.,단 아직 실행되지 않은 상태의 코드 덩어리를 의미한다. 프로세스프로세스는 실행 중인 프로그램을 말한다, 모든 프로그램은주소 공간, 파일, 메모리 등 자원이 필요한데 운영체제로부터 이 자원을 할당받은 프로그램을 의미한다. 스레드스레드는 프로세스 내에서 동시에 진행되는 흐름의 단위이다. 과거에는 프로그램을 실행할 때 하나의 프로세스만 사용했다.예를 들어, 파일을 다운로드하면 다운로드가 끝날 때까지 다른 작업을 수행할 수 없었다.기술이 발전하며 프로그램이 점점 더 복잡해지면서 단일 프로세스로는 한계가 있었고, 여러 프로세스를 사용하면 메모리를 낭비하고 CPU 자원을 중복..

경쟁 상태여러 프로세스들이 동시에 데이터에 접근하는 상황에서, 어떤 순서로 접근하냐에 따라 결과 값이 달라지는 것을 경쟁 상태(Race Condition)이라고 한다. 이러한 문제를 방지하기 위해 동기화 기법이 사용되며, 이때 공유 자원에 접근하는 코드가 임계 구역(Critical Section)이다.   Critical Section Problem(임계 구역 문제)임계 구역은 하나의 프로세스나 스레드만 들어갈 수 있는 코드 영역이다.예를 들어, 여러 스레드가 같은 메모리 영역에 값을 쓰려고 하면 충돌이 발생할 수 있는데, 이때 각 스레드가 동시에 해당 메모리 영역을 쓰지 않도록 보호해야 한다. 이러한 설계를 위해서는 3가지 요구조건을 만족해야 한다. 1. Mutual Exclusion(상호 배제)하나의..

이 4가지는 IO(입출력)를 처리할 때 접할 수 있는 용어들이다. Blocking&Non-BlockingBlocking&Non-Blocking은 단어 그대로 현재 작업이 block(차단, 대기)되느냐 아니냐의 차이다. Blocking은 자신의 작업을 진행하다가 다른 주체의 작업이 시작되면 다른 작업이 끝날 때까지 기다렸다가 자신의 작업을 시작하는 것이다.(제어권이 넘어간 것)Non-Blocking은 다른 주체의 작업에 관련 없이 자신의 작업을 하는 것이다.(제어권을 돌려받는 것) Sync&Async동기/비동기는 요청한 작업에 대해 순서가 지켜지는지, 결과에 관심이 있는지에 대한 관점에 있다. A프로세스가 본인 작업을 하다가 B프로세스에게 어떤 작업을 요청한다고 가정해 보자. Sync는 본인이 하던 작업을..