공부 일기

Process(실행중인 파일) State.

1)Dispatch

준비 리스트의 맨 앞에 있던 프로세스가 CPU를 점유하게 되는 것, 즉 준비 상태에서 실행 상태로 바뀌는 것을 디스패치라고 하며 다음과 같이 표시한다.

2)Blocking 

실행 상태의 프로세스가 허가된 시간을 다 쓰기 전에 입출력 동작을 필요로 하는 경우 프로세스는 CPU를 스스로 반납하고 보류 상태로 넘어 간다. 이것을 보류라고 하며 다음과 같이 표시한다.

3)wake up 

입출력 작업 종료 등 기다리던 사건이 일어났을 때 보류 상태에서 준비 상태로 넘어가는 과정을 깨움이라고 하며 다음과 같이 표시한다.

4)Time run out 

운영체제는 프로세스가 프로세서를 계속 독점해서 사용하지 못하게 하기 위해 clock interrupt를 두어서 프로세스가 일정 시간동안만 프로세서를 점유할 수 있게 한다

운영체제 이해 및 관리 

 -컴퓨터 시스템

 데이터를 처리하는 물리적인 기계장치인 하드웨어 와 어떤 작업을 지시하는 명령어로 작성한 프로글매인 소프트웨어로 구성

-컴퓨터 하드웨어

 하드웨어는 프로세서 , 메모리, 주변장치로 구성되고 , 이들은 시스템 버스로 연결

-프로세서 cpu(중앙처리장치) -레지스터 +연산장치 +제어장치 + cpu 내부 버스
 컴퓨터 하드웨어 구성 요소 중 운영체제와 가장 밀접한 부분으로, 컴퓨터의 모든 장치의 동작을 제어하고 연산 수행

시스템 버스

-정의 : 시스템에 많은 장치를 공유하여 데이터, 주소, 제어 정보를 전달하는 전송 라인이다. 한정된 자원이므로 버스를 획득하기 위한 경합이 많이 발생하는 장치이기 때문에 사용하는 방식에 따라 입출력 성능에 영향을 준다

-종류

1)데이터 버스 - 시스템 컴포넌트 간 처리 데이터를 전송하기 위한 용도 

2)주소 버스 - 기억장소의 위치 또는 장치 식별을 지정하기 위한 라인

                - 라인의 비트수에 따라 접속될 수 있는 장치의 용량이 결정됨

3)제어 버스 - CPU 와 기억장치 또는 I/O 장치 사이의 제어 신호를 전송하는 라인

레지스터

-정의 

 1)cpu 내부의 소규모 데이터나 중간 결과를 일시적으로 기억해 두는 고속의 전용 영역

 2)컴퓨터 기억장치 중 Access 속도가 가장 빠름

-용도에 따른 분류

 1) 전용 레지스터

 :특수한 목적을 가지는 레지스터로 PC(프로그램카운터), 상태 레지스터, 주소 레지스터, 명령어 레지스터, 누산기 등이 있다.

 종류

*AC(Accumulator):데이터를 일시적으로 저장하는 레지스터, 현재값+메모리로부터 읽어온 값

*PC(Program Counter): 다음에 수행할 명령어가 저장된 주기억장치의 번지를 지정

*MAR(Memory Address Register): 주기억장치에 접근하기 위한 주기억장치의 번지를 기억

*MBR(Memory Buffer Register): 기억장치로 쓰여질 데이터나 기억장치로부터 읽어온 데이터를 임시 저장하는 레지스터 

 IR(Instruction Register):  현재실행중인 명령어를 기억하는 레지스터

2) 범용 레지스터

 : 컴퓨터의 중앙처리장치 내에 있으며 연산처리, 연산결과, 복귀 주소등 작은 데이터를 기억하는 레지스터이다.

CPU 명령 실행주기

 1) 인출 사이클 

:메모리에서 명령어를 읽어 명령어 레지스터에 저장하고, 다음 명령어를 실행하려고 프로그램 카운터를 증가시킴

 2) 실행 사이클

:인출한 명령어를 해독하고 그 결과에 따라 제어 신호를 발생시켜 명령어 실행

 3) 간접 사이클

:간접 주소 지정 방법을 사용하는 실행 사이클은 명령어를 수행하기 전에 실제 데이터가 저장된 주기억장치의 주소인 유효주소를 한 번 더 읽어 옴

4) 인터럽트 사이클

: 프로세서가 프로그램을 수행하는 동안 시스템 내부나 외부에서 발생하는 예기치 못한 사건

프로세서 관리

-하드웨어에 의존된 가장 하위단계 수준의 프로세스 스케줄링을 통해 실행 가능한 프로세서 추적관리

주기억장치 관리

-주기억 장치의 접근을 관리, 제어하는 처리장치의 부분으로 주소변환, 기억보호, 버퍼 기억등의 기능을 수행

보조기억장치 관리

-하드디스크나 디스켓등의 기억장치에 대한 접근 관리, 제어등을 수행하는 기능

입출력 시스템 관리

-장치 구동기의 기능 이해

-인터럽트 방식과 DMA 방식 이해 

-버퍼링과 스플링 이해 

장치구동기

-운영체제와 응용프로그램 및 하드웨어간의 인터페이스를 담당하는 프로그램으로 하드웨어와 운영체제 응용프로그램의 연결 고리가 되는 프로그램으로 하드웨어 구성 요소가 운영 체제 아래서 제대로 작동하는데 꼭 필요한 프로그램이며, 장치제어기 또는 드라이버라고 말하기도 한다. 장치제어기는 명령어를 장치 제어기에 입력하기 위해 하나이상의 장치 레지스터 (기억장치) 를 갖고 있는데 장치 구동기는 이들 명령어를 발생시키고 적절하게 수행되는 지를 점검하는 기능을 수행한다.

인터럽트와 DMA

-인터럽트에 의한 입출력은 프로그램에 의한 입출력의 단점을 개선하기 위한 방식이다. 즉 CPU가 계속해서 입출력 상태를 검사하고 있는것이 아니라 입출력 장치가 데이터를 전송할 준비가 되면 CPU에 인터럽트를 발생시킨다.

-DMA(Direct Memory access) 는 CPU를 거치지 않고 주변장치와 메모리 사이에 직접 데이터를 전달하도록 제어하는 인터페이스 방식으로서, 고속주변장치 (M/T,DISK 등)와 컴퓨터간의 데이터 전송에 많이 사용한다.

버퍼링과 스풀링

-버퍼링(Buffering) : 입출력 장치와 보조기억장치는 기계적 요인 때문에 CPU와 비교할 때 매우 느린 속도로 작동한다. 이와 같은 입출력 장치의 느린 속도를 보완하는 한 가지 방법으로 버퍼링이 있다. 한 레코드가 읽혀 CPU 가 그 것에 대한 연산을 시작함과 동시에 입출력 장치가 곧 다음에 필요한 레코드를 미리 읽어서 주기억장치에 저장함으로써 CPU가 필요한 레코드를 기다림이 없도록 하는것이다.

-스풀링(Spooling) : 버퍼링은 주기억장치를 버퍼로 사용하는 반면, 스풀링은 디스크를 매우 큰 버퍼처럼 사용하는 것이다. 프로세스들은 입력또는 출력을 실제 입출력 장치를 통하지 않고 가상적 입출력 장치인 디스크를 매체로 이용한 후 이들을 다시 실제의 입력 장치나 출력 장치가 행하도록 한다.

파일관리

-파일관리 기능 이해

 운영체제는 프로그램이나 데이터를 파일단위로 관리하며 저장장치에 파일단위로 저장한다. 파일에 대한 조작 ,저장방식,접근방법 등에대한 관리 수행

인터럽트

-인터럽트 개념이해

: CPU 는 인터럽트 발생을 알리는 신호를 받으면 프로그램 카운터의 내용과 프로그램 수행상태에 관한 모든 정보를 저장한 후에 , 문제의 해결을 위한 처리 과정이 기술된 프로그램인 인터럽트 루틴의 시작 주소를 프로그램 카운터로 옮긴다. 그후 인터럽트 루틴을 수행하여 해당상황을 처리하고, 인터럽트가 발생하기 이전에 수행하던 프로그램을 계속한다.

-인터럽트의 종류

*입출력 인터럽트 - 프로세스가 요청한 입출력의 완료등과 관련하여 발생

*클럭 인터럽트- 프로세스의 시간 할당량 종료와 관련하여 발생

*콘솔 인터럽트 -콘솔 터미널에서 인터럽트 키를 누를때에 발생

*프로세스간 통신 인터럽트 - 임의의 프로세스가 지역 호스트 또는 원격 호스트의 다른 프로세스로 부터 통신 메시지를 받을 경우

*시스템 호출 인터럽트 - 시스템 호출을 하였을때 발생 (수퍼바이저 호출)

*프로그램 오류 인터럽트 -프로그램의 실행중 논리

*하드웨어 검사 인터럽트 - 하드웨어 상의 오류가 있을때 발생