컴퓨터 구조 및 운영체제 5

컨텍스트 스위칭

1. 컨텍스트 스위칭(Context switch) 하나의 프로세스가 CPU를 사용 중인 상태에서 다른 프로세스가 CPU를 사용하도록 하기 위해, 이전 프로세스의 상태(Context)를 보관하고, 새로운 프로세스의 상태를 적재하는 작업 한 프로세스의 상태는 그 프로세스의 PCB에 기록되어 있다. 프로세스 P0와 P1이 있다고 하자. P0가 먼저 CPU를 점유중(executing)이고 P1이 대기중(idle)인 상태였다가, 얼마 후에는 P1이 점유중이고, P0가 대기중인 상태가 된다. 이때 P0가 점유중에서 대기중으로 변할 때는 지금까지 작업 내용을 어딘가(PCB)에 저장해두어야 한다. → 즉 P0는 PCB에 저장해두어야 하고, P1이 가지고 있던 데이터는 PCB에서 가져와야 한다. P0와 P1이 서로 대기..

프로세스 동기화

Process Synchronization(프로세스 동기화) 여러 프로세스가 공유하는 자원의 일관성을 유지하는 것 Critical Section(임계영역) 다른 프로세스와 공유하는 자원에 접근하고 갱신할 수 있는 코드 영역 Critical Section Problem(임계영역 문제) 프로세스들이 Critical Section 을 함께 사용할 수 있는 프로토콜을 설계하는 것 Requirements(해결을 위한 기본조건) Mutual Exclusion(상호 배제) : 프로세스가 Critical Section에서 실행중이라면, 다른 프로세스들은 그들이 가진 Critical Section에서 실행될 수 없다. Progress(진행) : Critical Section에서 실행중인 프로세스가 없고, 별도의 동작이 ..

프로세스와 스레드

프로그램 프로그램은 컴퓨터에서 실행 할 수 있는 파일을 통칭한다. 하지만 아직 파일을 실행하지 않은 정적인 상태이기 때문에 정적 프로그램이라고도 부른다. (아직은 운영체제로부터 메모리 공간을 할당받지 못한 상태) 프로세스 프로세스는 프로그램을 실행시켜 정적인 프로그램을 동적으로 변하게 하는 것을 말하고 프로그램이 돌아가고 있는 상태를 말한다. 프로그램을 실행하는 순간 운영체제로부터 시스템 자원(CPU)을 할당받는다. 스레드 스레드는 하나의 프로세스 내에서 동시에 진행되는 작업 갈래, 흐름의 단위를 말한다. 하나의 프로세스 안에서 여러가지 작업 흐름이 동시에 진행되는것을 스레드라고 부르고 여러개가 있다면 멀티 스레드라고 부른다. 프로세스의 자원 구조 프로그램이 실행되어 프로세스가 만들어지면 네가지의 메모리..

CPU의 구조와 원리

중앙처리장치 (CPU) CPU는 컴퓨터의 두뇌와 같다. 메모리에 저장된 명령어를 읽어 들이고, 읽어 들인 명령어를 해석하고, 실행하는 부품이다. 이는 컴퓨터에서 가장 중요한 부품으로 연산과 제어 회로가 포함되어 있다. 아래 사진과 같이 다양한 입력 장치로부터 입력 받아 처리한다. 그리고 그 결과를 출력 장치로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하는 일을 수행한다. CPU의 구성요소 CPU는 전에 컴퓨터의 구성에서도 이야기 한 것 처럼 제어 장치 연산 장치 레지스터 이렇게 3가지와 각 구성 요소를 연결하는 내부 버스로 이루어진다. 제어 장치 (CU, Control Unit) 제어 신호라는 전기 신호를 내보내고 명령어를 해석하는 장치이다. 컴퓨터 시스템의 작동을 통제한다. CPU가 메모리에 저장된 값을 읽고..

컴퓨터의 구성

컴퓨터의 구성 요소 3가지 CPU → 연산 담당 메모리 → 데이터 저장 담당 입출력 장치 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit) 프로그램 실행과 데이터 처리 담당한다. a.k.a. 프로세서 컴퓨터의 특성과 성능에 큰 영향을 미친다. 처리하는 데이터 길이에 따라 32bit, 64bit 컴퓨터로 분리된다. 기억장치 CPU가 처리할 프로그램 코드와 데이터는 기억장치에 저장된다. 주기억장치 보조기억장치 레지스터와 캐시는 CPU 내부에 존재한다. ∴ CPU에 빠르게 접근 가능하다. 주기억장치 CPU에 가장 가까이 위치, 고속의 읽기 및 쓰기 가능하다. ∴ 가격이 비싸다. RAM(Random Access Memory) → 읽기 및 쓰기 가능, 휘발성 메모리 ROM(Read Only M..