11-1장. 응용 SW 기초 기술 활용 1

11-1장. 응용 SW 기초 기술 활용 1

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• 11-1장. 응용 SW 기초 기술 활용 1
  • 운영체제 (B)
  • UNIX (A)
  • UNIX 시스템의 구성 (B)
  • Android (A)
  • 기억장치 관리 - 배치 전략 (B)
  • 가상기억장치 (C)
  • 가상기억장치 구현 기법 (B)
  • 페이지 교체 알고리즘 (B)
  • FIFO(First In First Out) (B)
  • LRU(Least Recently Used) (A)
  • LFU(Least Frequently Used) (A)
  • Locality (B)
  • 워킹 셋(Working set) (B)
  • 스래싱 (B)
  • 프로세스 (C)
  • PCB (C)
  • 프로세스 상태 전이 (A)
  • 프로세스 상태 전이 관련 용어 (B)
  • 스레드 (B)
  • 스케줄링 (B)
  • 비선점 스케줄링 (C)
  • 선점 스케줄링 (C)
  • FCFS(First Come First Serve) (C)
  • SJF(Shortest Job First, 단기 작업 우선) (A)
  • HRN(Highest Response-ratio Next) (A)
  • Round Robin(RR) (A)
  • SRT(Shortest Remaining Time) (A)
  • 환경 변수(Environment Variable) (B)
  • UNIX/LINUX 기본 명령어 (B)
  • chmod (A)

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운영체제 (B)

컴퓨터 시스템의 자원들을 효율적으로 관리하며 사용자가 컴퓨터를 편리하고 효과적으로 사용할 수 있도록 환경을 제공하는 여러 프로그램들의 모임이다.

• 컴퓨터 사용자와 컴퓨터 하드웨어 간의 인터페이스
• 프로세서, 기억장치, 입/출력 장치, 파일 및 정보 등의 자원을 관리한다.

UNIX (A)

AT&T 벨 연구소, MIT, General Electric 이 공동 개발한 운영체제

• 시분할 시스템을 위해 설계된 대화식 운영체제
• 이식성이 높으며 장치, 프로세스 간의 호환성이 높다
• 트리 구조의 파일 시스템을 갖는다.

UNIX 시스템의 구성 (B)

• 커널(Kernel)
  • UNIX의 가장 핵심적인 부분으로 하드웨어를 보호하고 프로그램과 하드웨어 간의 인터페이스 역할을 담당한다.
  • 프로세스(CPU 스케줄링) 관리, 기억장치 관리, 파일 관리, 입/출력 관리, 프로세스 간 통신, 데이터 전송 및 변환 등 여러 기능을 수행한다.
• 쉘(Shell)
  • 사용자의 명령어를 인식하여 프로그램을 호출하고 명령어를 수행하는 명령어 해석기이다.
  • 시스템과 사용자 간의 인터페이스를 담당한다.

Android (A)

안드로이드는 구글 사에서 개발한 개방형 모바일 운영체제이다.

• 자바와 코틀린으로 애플리케이션을 작성한다.

기억장치 관리 - 배치 전략 (B)

배치(Placement) 전략은 새로 반입되는 프로그램이나 데이터를 주기억장치의 어디에 위치시킬 것인가를 결정하는 전략

• 최초 적합(First Fit) : 프로그램이나 데이터가 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서 첫 번째 분할 영역에 배치
• 최적 적합(Best Fit) : 프로그램이나 데이터가 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서 단편화를 가장 적게 남기는 분할 영역에 배치
• 최악 적합(Worst Fit) : 프로그램이나 데이터가 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서 단편화를 가장 많이 남기는 분할 영역에 배치

가상기억장치 (C)

가상기억장치는 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 것으로, 용량이 작은 주기억장치를 마치 큰 용량을 가진 것처럼 사용하는 기법이다.

• 프로그램을 여러 개의 작은 블록 단위로 나누어서 가상 기억장치에 보관해 놓고, 프로그램 실행 시 요구되는 블록만 주기억장치에 불연속적으로 할당하여 처리한다.
• 구현 방법 : 페이징 기법, 세그먼테이션 기법

가상기억장치 구현 기법 (B)

• 페이징(Paging) 기법
  • 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램과 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후 나눠진 프로그램을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역에 적재시켜 실행하는 기법
  • 프로그램을 일정한 크기로 나눈 단위를 페이지(Page)라고 하고, 페이지 크기로 일정하게 나누어진 주기억장치의 단위를 페이지 프레임(Page Frame)이라고 한다.
• 세그먼테이션(Segmentatin) 기법
  • 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램을 다양한 크기의 논리적인 단위로 나눈 후 주기억장치에 적재시켜 실행시키는 방법
  • 프로그램을 배열이나 함수 등과 같은 논리적인 크기로 나눈 단위를 세그먼트(Segment)라고 하며, 각 세그먼트는 고유한 이름과 크기를 갖는다.

페이지 교체 알고리즘 (B)

페이지 부재(Page Fault)가 발생하면 가상기억장치에서 필요한 페이지를 찾아 주기억장치에 적재해야 하는데, 이때 주기억장치의 모든 페이지 프레임이 사용중이면 어떤 페이지 프레임을 선택하여 교체할 것인지를 결정하는 기법

• 종류 : OPT, FIFO, LRU, LFU, NUR, SCR 등

FIFO(First In First Out) (B)

각 페이지가 주기억장치에 적재될 때마다 그때의 시간을 기억시켜 가장 먼저 들어와서 가장 오래 있었던 페이지를 교체

LRU(Least Recently Used) (A)

최근에 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체

LFU(Least Frequently Used) (A)

사용 빈도가 가장 적은 페이지를 교체

Locality (B)

Locality(국부성, 지역성, 구역성, 국소성)는 프로세스가 실행되는 동안 주기억장치를 참조할 때 일부 페이지만 집중적으로 참조하는 성질이 있다는 이론

• 스레싱을 방지하기 위한 워킹 셋 이론의 기반
• 시간 구역성(Temporal Locality) : 프로세스가 실행되면서 하나의 페이지를 일정 시간 동안 집중적으로 액세스하는 현상
• 공간 구역성(Spatial Locality) : 프로세스 실행 시 일정 위치의 페이지를 집중적으로 액세스하는 현상

워킹 셋(Working set) (B)

프로세스가 일정 시간 동안 자주 참조하는 페이지들의 집합

• 자주 참조되는 워킹 셋을 주기억장치에 상주시킴으로써 페이지 부재 및 페이지 교체 현상이 줄어들어 프로세스의 기억장치 사용이 안정된다.

스래싱 (B)

프로세스의 처리 시간보다 페이지 교체에 소요되는 시간이 더 많아지는 현상

• 다중 프로그래밍 시스템이나 가상기억장치를 사용하는 시스템에서 하나의 프로세스 수행 과정 중에 자주 페이지 부재가 발생함으로써 나타나며, 전체 시스템의 성능이 저하된다.

프로세스 (C)

일반적으로 프로세서에 의해 처리되는 사용자 프로그램, 시스템 프로그램, 즉 실행중인 프로그램을 의미한다.

PCB (C)

PCB(Process Control Block, 프로세스 제어 블록)은 운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓는 곳

프로세스 상태 전이 (A)

프로세스 상태 전이 관련 용어 (B)

• Dispatch(디스패치)
  • 준비 상태에서 대기하고 있는 프로세스 중 하나가 프로세서를 할당받아 실행 상태로 전이되는 과정이다.
• Wake Up
  • 입/출력 작업이 완료되어 프로세스가 대기 상태에서 준비 상태로 전이되는 과정이다.
• Spooling(스풀링)
  • 입/출력 장치의 공유 및 상대적으로 느린 입/출력 장치의 처리 속돌르 보완하고 다중 프로그래밍 시스템의 성능을 향상시키기 위해 입/출력할 데이터를 직접 입/출력 장치에 보내지 않고 나중에 한꺼번에 입/출력하기 위해 디스크에 저장하는 과정이다.

스레드 (B)

시스템의 여러 자원을 할당 받아 실행하는 프로그램의 단위

스케줄링 (B)

프로세스가 생성되어 실행될 때 필요한 시스템의 여러 자원을 해당 프로세스에게 할당하는 작업

비선점 스케줄링 (C)

이미 할당된 CPU를 다른 프로세스가 강제로 빼앗아 사용할 수 없는 스케줄링 기법

• 일괄 처리 방식에 적합하다
• 종류 : FCFS, SJF, 우선순위, HRN, 기한부 등

선점 스케줄링 (C)

하나의 프로세스가 CPU를 할당받아 실행하고 있을 때 우선순위가 높은 다른 프로세스가 CPU를 강제로 빼앗아 사용할 수 있는 스케줄링 기법

• 대화식 시분할 시스템에 사용된다.
• 종류 : RoundRobin(RR), SRT, 선점 우선순위, 다단계 큐, 다단계 피드백 큐 등

FCFS(First Come First Serve) (C)

준비상태 큐에 도착한 순서에 따라 차례로 CPU를 할당하는 기법

SJF(Shortest Job First, 단기 작업 우선) (A)

준비상태 큐에서 기다리고 있는 프로세스들 중에서 실행 시간이 가장 짧은 프로세스에게 먼저 CPU를 할당하는 기법

• 가장 적은 평균 대기 시간을 제공하는 최적 알고리즘

HRN(Highest Response-ratio Next) (A)

대기 시간과 서비스(실행) 시간을 이용하는 기법

• 우선순위를 계산하여 그 숫자가 가장 높은 것부터 낮은 순으로 우선순위가 부여된다.
• 우선순위 계산식 = (대기 시간 + 서비스 시간) / 서비스 시간

Round Robin(RR) (A)

각 프로세스를 시간 할당량(Time slice, Qauntum) 동안 실행한 후 실행이 완료되지 않으면 다음 프로세스에게 CPU를 넘겨주는 기법

• 시분할 시스템을 위해 고안된 방식으로, 할당되는 시간의 크기가 작으면 작은 프로세들에게 유리하나 문맥 교환 및 오버헤드가 자주 발생되어 요청된 작업을 신속히 처리할 수 없고, 할당되는 시간이 큰 경우 FCFS 기법과 같아진다.

SRT(Shortest Remaining Time) (A)

현재 실행 중인 프로세스의 남은 시간과 준비상태 큐에 새로 도착한 프로세스의 실행 시간을 비교하여 가장 짧은 실행 시간을 요구하는 프로세에게 CPU를 할당하는 기법

• 시분할 시스템에 유용하며, 준비상태 큐에 있는 각 프로세스의 실행 시간을 추적하여 보유하고 있어야 하므로 오버헤드가 증가한다.

환경 변수(Environment Variable) (B)

시스템 소프트웨어의 동작에 영향을 미치는 동적인 값들의 모임

• Windows : set 입력 시 모든 환경 변수와 값 출력
• UNIX, LINUX : set, env, printenv, setenv 중 하나를 입력하면 모든 환경 변수와 값을 표시

UNIX/LINUX 기본 명령어 (B)

• fork : 새로운 프로세스를 생성

chmod (A)

파일의 보호 모드를 설정하여 파일의 사용 허가를 지정하는 UNIX 명령어이다.

Reference

https://www.devopsschool.com/blog/linux-tutorials-chmod-commands/