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하드웨어 스레드CPU가 메모리에서 데이터를 읽거나 쓸 때 지연이 발생한다. 이 시간을 비효율적으로 보내지 않기 위해 생겨난 기술로, 물리적 CPU 코어가 동시에 여러 작업을 수행할 수 있도록 지원하는 기술이다.이 스레드는 운영 체제(OS)에서 가상의 코어로 인식되며, OS는 이를 실제 물리적 코어로 간주하여 스케줄링한다.싱글 코어 CPU에 하드웨어 스레드가 두 개 있다면, OS는 이를 듀얼 코어 CPU로 인식해 스레드를 할당하고 스케줄링한다.인텔 Hyper-Threading: 인텔의 하이퍼 스레딩 기술은 하나의 물리적 코어에 두 개의 하드웨어 스레드를 할당하여, 코어가 동시에 두 개의 스레드를 처리할 수 있게 한다. 이를 통해 CPU의 유휴 시간을 줄이고 자원을 최대한 활용할 수 있다. 예를 들어, 하이..

커널 (Kernel)커널은 운영체제의 핵심 부분으로, 시스템 하드웨어와 사용자 응용 프로그램 간의 중개자 역할을 한다.역할:시스템 자원 관리: CPU 스케줄링, 메모리 관리, 파일 시스템 관리, I/O 장치 관리 등을 통해 시스템 자원을 효율적으로 관리한다.보안 및 보호: 프로그램이 하드웨어 자원에 직접 접근하지 못하도록 보호하고, 시스템의 무결성을 유지한다.프로세스 관리: 프로세스 생성, 스케줄링, 동기화 및 통신을 처리하며, 각 프로세스가 서로 간섭 없이 실행될 수 있도록 관리한다.인터페이스 제공: 시스템 콜을 통해 응용 프로그램이 커널의 기능을 사용할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 유저 모드 (User Mode)유저 모드는 일반 사용자 프로그램이 실행되는 보호된 실행 모드이다. 이 모드에서는 프로..

CPU Scheduler역할: 스케줄러는 준비 상태(ready state)에 있는 여러 프로세스 중에서 다음에 CPU를 할당받을 프로세스를 선택하는 역할을 한다. 스케줄러는 CPU 자원을 어떤 프로세스에게, 언제 할당할지를 결정하는 정책을 구현한다. 이 과정에서 스케줄러는 프로세스의 우선순위, 프로세스의 도착 시간, CPU 사용 시간 등 다양한 요소를 고려하여 선택한다.작동 방식: CPU 스케줄러는 레디 큐(Ready Queue)에서 실행 가능한 프로세스 중 하나를 선택하여 실행을 결정한다. 스케줄링 알고리즘에 따라 선택 기준이 달라질 수 있다.Ready Queue레디 큐는 실행 준비가 된 프로세스들이 대기하고 있는 큐를 말한다. 프로세스가 생성되거나 입출력 작업을 마친 후, 실행을 위해 이 큐에 추가된..

프로세스 상태 변화프로세스 상태 변화는 운영체제에서 프로세스가 생성되고 종료될 때까지의 다양한 상태 전환을 설명하는 개념이다. 프로세스는 여러 가지 이유로 상태가 변할 수 있으며, 이러한 상태 변화는 운영체제의 스케줄링 및 자원 관리와 밀접하게 연관되어 있다. 프로세스 상태상태설명New (생성)- 새로운 프로세스가 생성된 상태- 이 상태에서 프로세스는 아직 큐에 들어가지 않았으며, 필요한 초기화 작업이 진행중이다.Ready (준비)- 프로세스가 실행될 준비가 된 상태- 여러 프로세스가 이 상태에 있을 수 있으며, 이들 중 하나가 스케줄러에 의해 선택되어 실행된다.Running (실행)- 프로세스가 CPU를 할당받아 실제로 실행 중인 상태- 이 상태에서 프로세스는 CPU에서 명령을 수행한다.Waiting ..

교착상태(Deadlock)란?동기화 기법을 사용하는 시스템에서 두 개 이상의 프로세스나 스레드가 서로가 가진 리소스를 기다리면서 무한 대기에 빠지는 상태를 의미한다. 데드락 발생의 네 가지 조건데드락이 발생하려면 다음 네 가지 조건이 모두 충족되어야 한다. 이 조건들 중 하나라도 충족되지 않으면 데드락이 발생하지 않는다.Mutual Exclusion (상호 배제): 자원은 한 번에 하나의 프로세스만 사용할 수 있다.Hold and Wait (점유 및 대기): 최소한 하나의 자원을 점유한 상태에서 다른 자원을 추가로 요청하며, 해당 자원이 할당될 때까지 대기하는 프로세스가 있다.No Preemption (비선점): 다른 프로세스에 할당된 자원을 강제로 빼앗을 수 없다. 자원을 사용하는 프로세스는 자발적으로..

Race Condition (경쟁 조건)여러 프로세스나 스레드가 동시에 같은 데이터를 조작할 때 타이밍이나 접근 순서에 따라 결과가 달라질 수 있는 상황을 의미한다. 동기화 (Synchronization)여러 프로세스나 스레드가 공유 자원에 접근하는 것을 제어하여 데이터 무결성을 유지하고 경쟁 조건을 방지하는 메커니즘이다. 동기화는 뮤텍스, 세마포어, 모니터 등을 사용하여 구현된다. Critical Section (임계 영역)공유 자원에 대해 동시에 하나의 프로세스나 스레드만 접근할 수 있는 코드 영역이다. 이를 통해 데이터의 무결성을 유지하고, 여러 스레드가 동시에 자원에 접근하여 발생할 수 있는 충돌을 방지할 수 있다. Critical Section Problem (임계 영역 문제)임계 영역에 대한 ..

버스트 (Burst)특정 현상이 짧은 시간 동안 집중적으로 일어나는 것을 의미한다. CPU 버스트 (CPU Burst)프로세스가 CPU에서 연속적으로 작업을 수행하는 시간의 길이를 의미한다. 이 시간 동안 CPU는 프로세스의 연산 작업을 처리하며, CPU의 연산 집약적인 작업이 많을수록 CPU 버스트가 길어진다. IO 버스트 (IO Burst)IO 버스트는 프로세스가 I/O 작업(예: 디스크 읽기/쓰기, 네트워크 통신 등)을 요청하고 그 결과를 기다리는 시간을 의미한다. 이 동안 CPU는 다른 작업을 수행할 수 있으며, 프로세스는 I/O 작업의 완료를 기다린다. 프로세스의 실행 주기프로세스의 실행 주기는 CPU 버스트와 IO 버스트의 반복으로 이루어진다. 프로세스는 CPU에서 작업을 수행하다가 I/O 작..

컨텍스트 (Context)란?컨텍스트는 특정 프로세스나 스레드의 상태를 의미한다. 여기에는 CPU 레지스터, 메모리 맵, 스택 포인터, 프로그램 카운터, 그리고 기타 CPU와 관련된 정보가 포함된다. 이 정보들은 컨텍스트 스위칭이 발생할 때 저장되고, 다음에 프로세스나 스레드가 다시 실행될 때 복원된다. 컨텍스트 스위칭 (Context Switching)컨텍스트 스위칭은 CPU 코어에서 실행 중인 프로세스 또는 스레드를 다른 프로세스나 스레드로 교체하는 과정을 의미한다. 이는 멀티태스킹 운영 체제에서 여러 프로세스와 스레드를 동시에 실행할 수 있게 해주는 핵심 메커니즘이다. 각 프로세스는 기본적으로 하나의 스레드를 가지며, 스레드는 CPU/코어에서 작업을 수행하는 기본 단위다. 컨텍스트 스위칭의 필요성운..

프로그램정의: 컴퓨터가 실행할 수 있는 명령어들의 집합. 프로그램은 실행되기 전에는 코드나 파일 형태로 존재하며, 하드디스크나 SSD 같은 비휘발성 저장장치에 저장된다.종류: 프로그램은 운영체제, 응용 프로그램, 시스템 소프트웨어 등으로 나눌 수 있다. 응용 프로그램에는 워드 프로세서, 웹 브라우저, 게임 등이 포함되며, 시스템 소프트웨어는 운영체제와 드라이버 등이 포함된다.배포 및 실행: 프로그램은 실행 가능한 파일 형태로 배포되며, 사용자나 시스템의 명령에 의해 실행된다. 실행 파일은 운영체제에 의해 메모리에 로드되어 실행된다. 프로세스정의: 컴퓨터에서 실행 중인 프로그램의 인스턴스. 프로세스는 운영체제에 의해 관리되며, CPU에서 실행될 준비가 된 명령어들과 필요한 데이터들을 포함한다.메모리 공간:..