운영체제 - (리뷰 정리 시험문제)

정리

1. 운영체제의 발전은 급진적인 방법에 의하지 않고 진화적인 방법에 의해 이루어져 왔다. 다음의 각 변이에 대해서 운영체제 설계자가 새로운 유형의 시스템을 만들어내게 된 주 동기를 기술하시오.

 

1-1. 단일 사용자 시스템 -> 다중 프로그래밍
단일 사용자 시스템은 사용자가 하나의 프로세스만 사용이 가능한 시스템이다.

따라서 사용자가 하나의 프로세스를 처리하다가 다른 프로세스의 처리를 필요로 할 때의 불편함을 줄이기 위해 하나의 CPU와 주기억 장치를 이용하여  여러개의 프로세스를 동시에 처리 할 수 있는 다중 프로그래밍 시스템을 고안하게 되었다.

★=>  cpu처리량 증가,  다중 프로그래밍(주 기억장치 여러 개 프로세스 존재 => 프로그램(cpu명령, 입출력 명령)

 

1-2. 고정 분할 다중 프로그래밍 -> 가변 분할 다중 프로그래밍 시스템     ★★<만약 시험에 낸다면 이걸 낼거다.>★★

 

고정 분할 

- 주기억장치를 일정 수의 고정된 크기들로 분할하여 CPU가 여러 프로세스에게 할당하는 방식

(대신 이 방식은, 기억장치의 각 분할 공간에 대한 내부 단편화와 외부단편화가 발생)

-> 이걸 고치기 위해 -> 가변 분할 시스템 도입(작업들이 필요로 하는 만큼의 기억 공간 할당)

-> 가변 분할 시스템은 내부 단편화는 해결하였지만 외부 단편화는 발생되어 완벽히 해결되지 않았다.

여기도 문제 낼 수 있다. > 
c절대 번역과 로딩을 사용하는 고정 분할 다중 프로그래밍 시스템(컴파일러) 

재배치 가능 번역과 로딩을 사용하는 고정 분할 다중 프로그래밍 시스템(절대 로더)

 

=> 절대 로더(실제 주소를 프로그래머) =>

재배치로더 (실제주소를 바꾸는 일을 로더 운영체제에게 주기억장치를 할당 받아서 상대주소를 + > 실제 주소로 바꾼다.)

절대 번역 = CPU의 프로세스가 절대적으로 명시해 놓은 주소로만 배치됨.

단점 : 프로세스가 만약 다른 주소로 배치되면 실행을 못함.

 

 

 

1-3. 연속 기억장치 할당 시스템(가변 분할 다중프로그래밍) -> 불연속 기억장치 할당 시스템으로 간 동기.

 

 

불연속 기억장치 할당기법은 

- 가상 메모리 시스템에서 사용되어 주기억 장치보다 큰 사이즈의 프로그램도 실행하게 되었다.
- 가변 분할 다중 프로그래밍 시스템에서 여러 프로세스들이 여러 블록에 나뉘어 흩어져 저장되어 실행

 

= > 실 주기억장치만 사용 => 가상메모리 사용
가상메모리 운영 방식의 로더=> 동적 로더 사용 (★가상주소를 실제 주소로 변경하는 시점 실행 때 처리)

4. 빈칸을 채우시오. <시험에 낼꺼임>

기억장치 경영 기법	해결된 문제	새로 필요한 하드웨어	새로 필요한 소프트웨어
고정 분할	다중 사용자가 동시에 시스템을 자원을 공유	여러개의 경계 레지스터 사용
가변 분할	고정 분할시 발생되는 기억장치 공간이 낭비를 해결(단편화)	여러개의 경계 레지스터 사용	- 프로그램 재배치 관련 소프트웨어 - 배치 기법 소프트웨어
페이징	하나의 프로세스 전체가 한 번에 주기억장치 내에 존재하지 않고 일부만 있어도 프로세스 수행가능	페이징 사상 테이블 (PMT)	가상 주소를 실제 주소를 변경하는 소프트웨어 (page fault)
세그먼테이션	프로그램 모듈이나 자료 구조등의 논리적 단위로 프로그램을 분할하여 수행	세그먼트 사상 테이블(SMT)	가상 주소를 실제 주소를 변경하는 소프트웨어 (page fault)
세그먼트 / 페이징	세그먼트가 너무 가변적이고 어쩌구	페이징 사상 테이블, 세그먼트 사상 테이블	가상 주소를 실제 주소를 변경하는 소프트웨어 (page fault)

 

 

고정 - 분할

여러개의 - 경계 레지스터

페이징 - 페이징 사상 - 테이블

세그먼테이션 - 세그먼트 사상 테이블

세그먼트 / 페이징 - 페이징, 세그먼트 - 테이블

 

이렇게 묶인다. (그냥 문제에 정답이 있다.)

 

 

 

 

5. FIFO, LRU, LFU 각각에 대한 시뮬레이션 모델을 구축하고 수행한 후 페이지 부재 총 횟수 어쩌구 < 갤러리에 LRU, LFU 저장함.


<기말고사때 1개 냅니다. 으악

LRU : 프로그램 지역성 고려 교체 기준 
LFU : 프로그램 지역성 고려 교체 기준 


LRU / LFU < 이 2개중 1개 낼거다 

 

홍달쌤 영상 한번 보기!!!.

 

 

 

6. 캐시 기억 장치 관리 중 쓰기 정책의 종류에 대하여 설명하시오. <9주차 1교시>

즉시 쓰기(Write-though) 방식
- CPU의 연산 결과가 기억장치에 저장하는 쓰기 동작은 캐시기억장치뿐만 아니라 주기억장치에서도 동시에 발생,

- 데이터의 일관성을 쉽게 보장할 수 있다.

나중 쓰기 방식(Write-back) 방식
새롭게 생성된 중앙처리장치의 데이터를 캐시기억장치에만 기록하고,

나중에~  기록된 블록에 대한 교체가 일어날 때 주기억장치에 기록하는 방식 

7. 입출력 모듈의 기능에 대하여 설명하시오. < 9주차 2교시>

- 중앙처리장치(프로세서)와의 통신
- 입출력장치들과의 통신
- 입출력장치의 제어와 타이밍 조정
- 입출력장치의 주소지정
- 데이터 버퍼링 기능을 수행
- 오류 검출



8. 입출력의 제어 방법 3가지에 대하여 자세히 설명하시오. <9주차 3교시>

프로세서 제어 입출력 (프로그램 제어 입출력, 인터럽트 기반 입출력)
DMA 입출력
입출력 채널

9. 디스트 주소를 구성하는 요소와 이동 디스크의 접근 시간에 대하여 설명하시오.

디스크 주소 = 디스트 수 X 면 수 X 면당 트랙 수 X 트랙 당 섹터 수 X 섹터당 레코드 수

이동 디스크의 데이터 엑서스 시간 - 탐색 시간 + 회전 지연 시간 + 전송 시간 

2048= 2  11승 = > 11개 비트로 레코드 주소 식별


★(시험에 나옴) 디스크 접근 시간(Access time)

-읽은 데이터를 주기억장치에 전달하는데 소요시간

★-탐색 시간, 회전 지연 시간, 전송 시간의 총합★

디스크 접근 시간 = 탐색 시간 + 회전 지연 + 데이터 전송 시간


디스크 스케줄링의 2가지 < 시험에 나옴

일반적으로 디스크 스케줄링 방법은 ★탐색 시간 (seek time) ★을 최소화 하는 방법 이용

탐색시간 (seek time)> 트랙 번호를 찾음 - 회전 지연시간에 비하여 훤씬 많은 시간이 소요되기 때문





10번. 번호가 0부터 199인 200개의 트랙을 가진 유동 헤드 디스크가 있다. 헤드는 현재 트랙  143을 서비스하고 있고 조금 전에 트랙 125의 요청을 끝냈다.   디스크 대기 큐는   47, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130  과 같을 때 다음과 같은 스케줄링 알고리즘에서 이 요청들을 만족시키기 위한 헤드 위치, 이동 거리와 헤드의 총 이동 거리의 값을 다음 표에 표현하시오. (1)FCFS     (2) SSTF    (3) SCAN     (4) C­SCAN



SSTF : 무한대기

대기큐에서 이동이 가장적은 40을 선택/ 40을 처리했으면 65 > 70 등 작은 수 부터 이동

SCAN 스케줄링 , LOOK 스케줄링 2개중 1개는 문제낼지도?

SCAN에 0 이없으면 안된다. <바닥 끝까지 가서 반대로 이동하기 때문에>

50 > 40 > 10 > 0(★★★) >65 > 70 > 105 > 120 >125 > 180
0에서 팅겨져서 감

C-LOOK 스케줄링
-> 큰숫자로 이동하는데 199까지가면 0 부터 다시 시작함.


LOOK : 엘리베이터처럼 끝까지 갔다가 역방향으로간다.

C-LOOK: 갔따가 다시 처음으로 돌아감

 

 

11번. 다음 용어에 대하여 간단히 설명하시오.

 

 

㉠ 파일 시스템 : 파일 시스템은 논리적인 저장 단위인 파일 자원을 관리하며, 파일의

액세스하고 제어하는 책임이 있는 소프트웨어

 

㉡ 블로킹 : 파일 시스템에서 메모리와 I/O 효율을 위해 여러 개의 논리적 레코드(블록)에 저장 시키는 것

 

㉢ 파일 디스크립터(기술자) 

- 파일을 액세스하는 동안 운영체제에 필요한 정보를 모아 놓은 자료 구조

- 파일마다 독립적으로 존재

파일구조 
- 파일을 구성하는 레코드들이 보조기억장치에 배치되는 방법
- 파일에 대한 접근 방법과도 밀접한 관계
- 파일의 구조의 종류 ( 순차 파일, 색인된 순차 파일, 직접 파일)

순차 파일 (일괄처리에서 많이 사용)
-논리적인 레코드들


색인된 순차 파일
-순차 및 직접 접근을 모두 처리할 수 있는 파일 구조


★ 직접 파일(direct file) ★
-키 값에서 보조기억장치의 주소로 사상하는 어쩌구


파일 시스템의 기능
> 논리적인 주소를 물리적인 주소로바꾸는 기능이 제일 크다.



홍달쌤 FCFS, SSTF, SCAN, CSAN , LOOK , C-LOOK 푸는 법

FCFS는 문제에서 정렬된 큐 순서대로 거리를 구하면 된다. 요청들어온대로 계산하면됨. (계산기 필요)

FCFS를 제외한 나머지는 큐를 순서대로 정렬해야된다.

SSTF 헤드위치에 가까운 위치로 간다.

SCAN -  한쪽방향으로 요청을 처리하면서 들어가다가 끝까지(199 OR 0)으로 간 다음에. 다시 반대에서 가까운 놈으로가서 요청을 처리

C-SCAN - 한쪽방향으로 처리하고 끝까지 (199 OR 0) 처리한다음에 맨 끝으로 가서 (199 OR 0)을 찍고 다시 처리 즉 트랙을 2번 터치해야된다.

 

LOOK - SCAN을 변형 한것 0번까지 요청이 없을때 마지막에서 틀어버리면 됨.

 

C-LOOK : C-SCAN 변형 한것 끝에까지 없으면 틀어서 쫘악 가고 처음 요청한 곳으로 간다.