[OS] 면접 준비

운영체제란?

• 하드웨어 자원 관리 소프트웨어
• 하드웨어와 프로그램의 상호작용을 관리

커널이란?

• 운영체제의 핵심 기능 담당하는 소프트웨어
• 운영체제도 프로그램으로 메모리에 적재 되어야하지만 너무 큼, 때문에 핵심 적인 부분을 메모리에 적재
• 이 적재 시킨 운영체제의 핵심 부분이 커널

프로그램이 운영체제로부터 할당받는 메모리 공간(RAM) 4가지와 각각을 설명해주세요.

Code, Data, Heap, Stack 이 있다.

• Code : 프로그램의 코드 영역, text 영역
• Data : 전역변수, 정적 변수, 상수가 저장
  • 초기화되지 않은 전역/정적 변수는 데이터 영역의 BSS 섹션에 저장되며, 실행 시 RAM에 로드되어 0으로 초기화된다. (ROM에는 저장되지 않음)
  • 초기화된 전역/정적 변수는 데이터 영역의 Data 섹션에 저장되며, 초기값은 ROM에 저장되고 실행 시 RAM으로 복사되어 로드된다.
• Heap : 동적할당 (new) 영역, 사용자가 직접 관리
  • FIFO 방식
  • 일반적으로 낮은 주소에서 높은 주소로 할당(항상 그런것은 아님 -> 단편화 발생가능성때문)
    • 때문에 먼저들어온 데이터가 먼저 처리
  • 런타임시 크기 결정
• Stack : 메서드 호출, 지역 변수, 매개변수 영역
  • 크기는 컴파일 시 지정
  • 함수의 호출과 함께 할당, 함수 호출 종료시 소멸
  • 메모리 높은 주소에서 낮은 주소로 할당
    • 때문에 가장 나중에 들어온 것이 먼저 인출

스택 영역의 속도가 더 빠른이유는?

• 스택은 LIFO구조로, 메모리에 데이터를 자동으로 할당 및 해체 (추가적인 연산 필요 X)
  • 힙은 동적 메모리 할당 및 해제의 복잡한 메모리 관리를 처리해야함(Garbage collection 필요)
• 스택 포인터 레지스터
  • CPU에 스택 포인터 레지스터가 존재, 이를 통해 스택의 Top을 가리키며 빠르게 데이터 추가 및 제거 가능
• 캐시 친화적 : 스택은 메모리 상에서 연속적인 블록을 차지하기에 CPU의 캐시 메모리와 친화적
  • 힙은 분산되어 저장됨

스택과 힙의 차이?

스택

• 메서드, 지역변수, 매개변수
• 컴파일 시간에 구조 설정 + 런타임 시간에 크기 지정
• FILO 구조
• 크기 제한
• 빠름
• 높은 주소 -> 낮은 주소
• 알아서 소멸되기에 따로 관리 필요 없음

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힙

• 동적 할당 부분(new)
• 런타임 시간에 크기 지정
• FIFO 구조
• 크기 제한 없음
• 느림
• (일반적으로)낮은 주소 -> 높은 주소
• 힙 영역 관리 필요(Garbage Collection)

힙 영역이 너무 커진다면 무슨일이 생길까?

• 힙 영역은 동적으로 생성된 데이터들이 적재
• 힙 영역의 데이터 관리를 위해 Garbage Collect 수행
• 영역이 커지면 Garbage Collector가 참조 여부를 확인해야하는 범위가 커짐
• 또한, 스택영역과 충돌이 발생할 수 있음
  • 스택영역과 힙 영역을 서로 독립적인 영역인 것은 맞지만 서로의 영역이 물리적으로 분리되어있지 않음
  • 때문에, 서로의 성장 방향이 서로 다르게 충돌이 발생할 수 있음

프로세스와 쓰레드에 대해 설명

• 프로세스 : 프로그램을 사용하기 위해 메모리에 올린 상태
  • 프로세스들은 영역을 공유하지 않음
    • 다른 프로세스에 접근하려면 프로세스 간의 통신(IPC)를 사용해야 한다(Ex. 파이프, 파일, 소켓 등을 이용)
  • 오류가 생겨도 다른 프로세스에 영향 안줌
  • 동기화 필요없음
  • 무거움
  • PCB, code, data, heap, stack 영역을 갖고있음
• 쓰레드 : 프로세스를 처리하기 위한 최소한의 일의 단위
  • 쓰레드는 code, data, heap 영역을 공유, stack을 별도로 소유
  • 공유되는 영역에 대한 동기화 필요
  • 오류 생기면 다른 쓰레드에게 영향줌
  • 가벼움

컨텍스트 스위칭이란, 왜 필요한지

Context-Switching

• 현재 CPU를 사용하고 있는 프로세스를 중단하고 다른 프로세스를 실행시키는 것
• CPU에서 실행할 프로세스를 교체하는 기술

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왜 필요한가

• CPU의 효율을 올리기 위해
• 프로세스가 순서대로 처리된다면 프로세스의 I/O 작업 동안에는 CPU가 쉬게됨
• 이 쉬는 시간동안에도 CPU가 일하게 하도록 하기위해서 컨텍스트 스위칭으로 다른 프로세스를 적재

PCB(Process Control Block)이란

• 프로세스를 관리하기위한 정보를 포함하는 커널의 자료구조
• 운영체제가 프로세스 생성할때 PCB 생성
• PCB 정보는 중요하기에 사용자가 접근할 수 없는 메모리 영역(OS 메모리 영역)에 저장
• PID, 프로세스 상태 등 저장
• PCB는 프로그램 카운터와 레지스터 정보(스택 포인터 등)를 저장하고 CPU는 문맥 전환시 이 정보를 사용

프로그램 카운터와 스택 포인터 비교

• 공통점 : 둘다 Context Switching이 발생했을때 다음 프로세스의 기능을 이어서 실행하기 위함
• 프로그램 카운터 : 어떤 명령어를 이어서 실행시켜야 하는지 저장
• 스택 포인터 : 명령어를 실행시킬때 어떤 상태였는지를 저장

크롬 브라우저는 쓰레드인가, 프로세스인가

• 쓰레드라면 오류가 발생했을때 다른 창에 영향 줌
• 하지만 그렇지 않기 때문에 별개의 프로세스로 진행되는 것을 알 수 있음
• 그렇지만! 각각의 크롬창은 영향을 주지않지만 하나의 창에서는 영향을 줄 수 있고 여러가지 작업을 동시에 실행가능
  즉, 크롬은 멀티쓰레드이자 멀티프로세싱인 하이브리드 방식이다.

멀티 쓰레드와 멀티 프로세스를 비교

멀티 쓰레드

• 하나의 프로세스를 여러개의 쓰레드로 작업
• 적은 메모리공간 사용
• Context Switching이 빠름
  - CPU는 프로세스에게 할당되지만 내부에서 각각의 스레드에게 할당되기에 컨텍스트 스위칭 필요
• 오류나면 전체 쓰레드가 영향
• Ex. 웹 서버

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멀티 프로세스

• 하나의 프로그램을 여러개의 프로세스로 작업
• 많은 메모리 공간 사용
• Context Switching이 쓰레드에 비해 느림
• 오류나면 다른 프로세스 영향 끼치지 않음

쓰레드에 독립적으로 할당되는 2가지?

• Stack 영역
  • Stack 영역은 메서드 호출이 가능
  • 즉, 스레드마다 프로세스 내에서 독립적인 실행이 가능하도록
• PC(Program Counter) Register
  • 쓰레드가 명령어를 어디까지 수행했는지 나타냄
  • TCB(Thread Control Block) 안에 존재
  • 다음 CPU를 할당 받을때 이어서 실행하기위함

멀티 쓰레드환경의 주의사항

• 쓰레드는 자원을 공유하기때문에 동기화문제를 고려해야함
• 다른 쓰레드가현재 쓰레드가 사용하는 자원을 변경하는 것이 문제

동기와 비동기

• 동기 : 여러 작업들이 순서대로 작동되는 것을 의미
  • 즉, 하나의 작업이 종료될때까지 기다림
  • 대기해야함
• 비동기 : 작업들의 순서를 기다리지 않고 바로 실행
  • 하나의 작업이 종료될때까지 기다리지 않음
  • 다른 작업을 효율적으로 사용 가능
  • 요청한 작업이 끝나면 CallBack으로 끝났음을 알림

Blocking vs Non-Blocking

• blocking : 호출되면 내 함수가 끝날때까지 주도권을 넘기지 않음
• non-blocking : 호출되면 주도권을 넘김

동기, 비동기 vs Blocking , Non-Blocking

• 동기 X Blocking : 다른 일 수행 불가, 상대의 반환을 기다림
• 동기 X Non-Blocking : 다른 일 수행 가능, 상대의 완료상태를 계속 확인
• 비동기 X Blocking : 다른 일 수행 불가, CallBack을 통해 응답 확인
• 비동기 X Non-Blocking : 다른 일 수행 가능, CallBack을 통해 응답 확인

프로세스의 종류에 대해 설명해주세요

• 자식 프로세스 : fork로 자식 프로세스를 생성, 부모 프로세스의 데이터 복사
  • 웹 서버에서 각 클라이언트의 요청을 처리하기 위해 요청마다 새로운 자식 프로세스 생성
  • 프로세스를 생성해서 병렬적으로 작업을 빠르게 처리하도록
• 데몬 프로세스 : 백그라운드에서 동작하며 서비스를 제공하는 프로세스
  • 백그라운드 : 사용자가 보지못하는 뒷편
  • 자동으로 작동
• 고아 프로세스 : 부모 프로세스가 먼저 종료되어 고립된 프로세스
• 좀비 프로세스 : 자식 프로세스가 종료되었는데 작업 종료에 대한 승인을 받지 못한 상태

Race Condition과 Critical Section이 무엇인지, 이를 해결하기위한 방법

• Race Condition : 두개 이상의 쓰레드 또는 프로세스가 하나의 자원에 접근하기위해 경쟁하는 것
• Critical Section : Race Condition이 발생할 수 있는 영역

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해결방법

• Mutext와 SemaPhore를 사용해서 Critical Section에 하나의 프로세스만 접근 가능하도록 합니다.

DeadLock에 대해 설명

• DeadLock : 각자가 서로 자원들 갖고있는 상태에서 서로의 자원을 얻기 위해 무한히 기다리는 상태

DeadLock이 발생하기 위한 조건

• 상호배제 : 하나의 자원에 여러 프로세스가 접근할 수 없음
• 점유대기 : 하나의 자원을 소유한 상태로 다른 자원을 기다림
• 비선점 : 이미 선점된 자원을 뺏을 수 없음
• 순환대기 : 프로세스들이 순환적으로 다음 프로세스가 요구하는 자원을 소유

DeadLock을 해결 할 수 있는 방법?

• 예방 : DeadLock 발생조건 중 하나 제거
• 회피 : 자원을 할당하기 전에 데드락이 발생하는지를 사전에 확인하고 피함
• 회복 : 현재 데드락이 발생했는지를 확인하고 회복

은행원 알고리즘 이란?

데드락을 해결할 수 있는 회피방법에 사용되는 알고리즘

• 은행원은 사람들에게 대출을 해준다
• 모든 사람들이 원하는 대출금액을 해줄 수 없어서 각각의 사람들에게 특정한 금액만큼 먼저 빌려줌

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여기서부터 상황이 나뉨

• 안전한 상태
  • 특정한 금액만큼 빌려주고 남은 금액으로 한 사람이 원하는 대출금을 제공할 수 있어서 대출해주고 갚을때까지 기다리고 다음 사람 해결하는 식
• 교착 상태
  • 특정한 금액만큼 빌려주고 난 뒤에 남은 금액으로 어떠한 사람의 대출금을 제공할 수도 없게됨

식사하는 철학자의 문제에서 DeadLock이 발생하는 이유는?

• 철학자들은 원탁 식탁에 앉아서 식사
• 철학자들마다 앞에 음식이 있고 양옆에 포크가 위치한다.
• 식사를 하기위해 모든 철학자는 왼쪽의 포크를 손에쥠
• 철학자들은 모두 오른쪽 포크를 기다리면서 무한정 대기 : DeadLock 발생

철학자의 문제를 해결할 수 있는 방법은??

• 방에 들어올 수 있는 인원을 설정
• 5개의 포크가 존재한다면 식사를 할 수 있는 최대인원 4명만 입장 가능 하도록
• 이 방법을 세마포어라고 한다.

뮤텍스와 세마포어 차이

• 뮤텍스(락) : 하나의 자원을 이미 프로세스가 사용하고 있다면 다른 프로세스는 접근하지 못한다.(오직 1개)
• 세마포어(변수) : 세마포어 변수 만큼 프로세스가 접근 가능
• 세마포어 변수는 여분의 자원을 표시
  • 2는 2개의 프로세스가 더 접근 가능
  • -2는 2개의 프로세스가 이미 대기하고 있음
• 제어권 소유 방식
  • Mutex : 자원을 소유한 프로세스/스레드가 제어권을 소유
  • Semaphore : 자원을 소유하지 않아서 Semaphore 변수를 제어할 수 있음

이진 세마포어는 뮤텍스인가?

비슷한 개념이지만, 동일한 것은 아니다.
공통점

• 둘다 동기화 도구로 사용된다.
• 단일 리소스의 접근을 제어한다.

차이점

• 이진 세마포어
  • 0 또는 1이라는 세마포어 변수 값을 이용해 제어
  • 소유권이 존재하지않음, 즉, 현재 자원을 소유하고있지 않은 쓰레드가 세마포어 변수를 제어해서 자원을 소유할 수 있음 -> 이는 불안전한 상황
  • 때문에, 세마포어의 변수를 적절히 조절할 수 있도록 설계가 중요
• 뮤텍스
  • 잠금 또는 해제의 상태로 쓰레드의 접근을 제어
  • 소유권이 존재, 잠근 쓰레드만 해제가 가능

CPU 스케줄링이란?

• CPU가 쉬지않고 최대한 일할 수 있도록 하기위해서 대기하는 프로세스/스레드에게 CPU를 할당하는 알고리즘

현대의 스케줄링은 어떤가?

과거에는 프로세스가 일의 실행 단위였다. 때문에, 스케줄링 단위도 프로세스로 진행되었음. 하지만, 현대는 대부분의 OS가 멀티스레드로 진행되기 때문에 스케줄링은 스레드 기준으로 동작한다.
하지만, 추가적으로 컨텍스트 스위칭은 프로세스 단위로도 존재한다. 왜냐하면, 스케줄링과정에서 다른 프로세스의 스레드에게 할당되어야하는 경우가 있기 때문.

CPU 스케줄링 종류

비선점

• FCFS(First Come Fisrt Start) : 들어온 순서대로
• SJF(Shortest Job First) : 처리시간이 가장 짧은 프로세스
• HRN(High Response Ratio Next) : 대기 시간에 따른 비율이 가장 높은 프로세스
  • 대기시간+처리시간/처리시간

선점

• RR(Round Robin) : 대기하고있는 프로세스들에게 일정한 시간만큼 부여
  • 시간이 지나면 다음 프로세스가 선점
• SRTF(Sortest Remaining Time First) : 처리시간이 가장 짧은 프로세스
  • 짧은 프로세스가 대기큐에 처리시간이 더 짧은 프로세스가 있다면 뺏김(SJF와 비슷)
• MFQ(Multilevel Feedback Queue) : 각 단계마다 하나의 큐를 두고, 단계 마다 정해진 시간내에 처리하지 못하면 다음 낮은 큐로 보내짐
  • 현대에 주로 사용함, 복잡적, 하이브리드 구조를 현대에 사용
  • 우선순위가 낮을 수록 더 많은 시간을 배정, 해당 작업을 집중적으로 해결하기 위함
  • **MLQ의 기아 문제를 해결하기 위함
    에이징 기법 : 기다린 시간에 비례해서 우선순위를 한 단계씩 높여주는 방법, 기아 상태 예방

MLFQ에서 계속 높은 우선순위만 들어오면 하위 프로세스/스레드는 역시나 기아현상이 발생하는것 아닌가?

이 문제점을 해결하기 위해서 MLFQ는 Priority Boosting이라는 기법을 통해서 일정 시간이 지나면 보유하고 있는 모든 프로세스/스레드를 최상위로 올려주는 방식을 사용함

CPU 성능의 척도는?

• 이용률 : CPU가 쉬지않고 일한 시간
• 처리량 : 단위 시간당 처리량
• 소요시간 : 프로세스를 처리하는데 사용한 CPU사용시간 + 기다린 시간
• 대기시간 : 프로세스가 Ready Queue에서 기다린 시간
• 응답시간 : 프로세스가 들어가서 CPU를 할받는데 까지 걸린 시간

선점 vs 비선점

• 선점 : 프로세스가 CPU를 사용하고 있어도 CPU의 할당을 뺏어서 다른 프로세스에게 할당
  • System Call, Time Quantum, Interrupt 등에 의해서 선점이 발생
    • Time Quantum : RR 스케줄링으로 부여받은 시간
• 비선점 : 프로세스가 CPU를 사용하고 있다면 뺏지 못함

System Call 이란?

• 커널에서 제공하는 핵심적인 기능을 사용하기 위한 방법(인터페이스)
• 운영체제는 커널의 기능을 사용하기위해서는 System Call을 사용해야만 가능하도록 제한
  • 때문에 컴퓨터 자원을 보호하며 서비스 제공 가능

Interrupt란?

인터럽트(Interrupt)는 프로그램이 실행되는 도중, 입출력 완료, 타이머 만료, 예외 발생 등과 같은 사건이 발생했을 때, CPU가 현재 작업을 일시 중단하고 우선적으로 해당 사건을 처리하는 메커니즘이다. 처리 후 원래 작업으로 복귀한다.

동시성과 병렬성의 차이는?

• 동시성 : 사용자가 여러가지 작업을 동시에 수행할 수 있는 것처럼 보이기 위한 특성(멀티 프로그래밍)
  • 사실은 빠르게 프로세스를 갈아끼면서 부분적으로 수행
• 병렬성 : 실제로 CPU의 코어들을 사용해서 동시에 병렬적으로 작업을 수행하는 특성(멀티 프로세싱)

메모리의 종류에 대해 설명

• 레지스터
• 캐시
• 주 기억장치
• 보조 기억장치
  CPU에 가까운 순서

메모리가 나눠져있는 이유?

• CPU에 접근하는 속도의 차이를 나누기 위함

OS가 메모리 관리를 해야하는 이유?

• 프로세스는 각자 독립적인 메모리 공간을 소유
• 즉, 프로세스는 다른 프로세스에 접근 불가
• OS는 커널영역과 사용자 영역에 접근 제한이 없음
• 때문에 오로지 OS 만이 메모리관리 가능

메모리가 커널영역과 사용자 영역으로 나눠지는 이유

• 운영체제의 핵심적인 역할을 수행하는 커널의 영역이 커널영역
• 커널영역에 사용자가 마음대로 접근한다면 시스템이 불안정

메모리 관리를 위해 사용하는 전략은?

• 고정 길이 할당(연속 배치, 가상 메모리 등장 전)
• 가변 길이 할당(연속 배치, 가상 메모리 등장 전)
• 가상 메모리
• 페이징 전략(불연속 배치, 가상 메모리 등장 후)
• 세그멘테이션 전략(불연속 배치, 가상 메모리 등장 후)
• 등등

메모리 할당 방식중에 연속방식과 불연속 방식에 대해 설명해주세요

연속방식

• 프로세스 전체를 분할된 메모리 형태(파티션)에 적재
• 프로세스의 정보가 연속적으로 저장
• 고정분할, 가변분할
  • 고정 분할 : 메모리를 고정된 크기로 분할
    • 프로세스마다 동일한 크기가 아니고, 프로세스마다 정해진 파티션의 크기의 메모리 공간
    • 프로세스보다 크거나 같은 파티션에 할당
  • 가변 분할 : 메모리를 동적인 크기로 분할
    • 분할된 파티션의 크기가 계속해서 변함

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불연연속 방식

• 프로세스를 분리해서 메모리에 적재
• 프로세스의 정보가 불연속적으로 저장
• 페이징, 세그멘테이션

정리

• 연속할당 방식은 프로세스를 분할하지 않고 분할된 하나의 파티션에 하나의 프로세스를 적재

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• 페이징 기법은 나누어진 메모리(프레임)에 메모리와 프로세스를 같은 크기의 페이지 단위로 나눠서 적재

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이는 가변분할과 세그멘테이션 에서도 동일

메모리 Fit과 종류 에 대한 설명

가변 길이 할당 방식에서 사용되는 방식으로, 메모리 FIT은 프로세스에 적합한 메모리 블록을 선택하는 방법

• First Fit : 처음부터 시작해서 가장 첫번째로 접근되는 곳에 적합
• Next Fit : 가장 마지막으로 접근했던 곳에서부터 시작해서 첫번째로 접근되는 곳에 적합
• Best Fit : 가장 크기가 알맞는 공간에 적합
• Worst Fit : 가장 크기의 차이가 큰 공간에 적합

페이징과 세그멘테이션에 대해 설명

가상 메모리가 등장하고 이를 실현하기 위한 전략
페이징

• 프로세스를 동일한 크기의 페이지로 분리(페이지)
• 메모리를 페이지와 동일한 크기로 분리(프레임)
• 메모리에 불연속적으로 데이터를 저장하는 방식
• 내부단편화 발생 가능

세그멘테이션

• 프로세스를 가변적인 크기로 분리(세그먼트)
• 세그먼트를 그대로 메모리에 불연속적으로 적재
• 외부단편화 발생 가능

내부단편화와 외부단편화란

단편화 : 프로세스들이 차지하는 메모리 공간들 사이에서 낭비되는 작은 공간

• 내부단편화
  • 메모리를 일정한 크기로 분할해서 사용할때 발생
  • 일정한 크기로 분할한 곳에 해당 크기보다 작은 데이터를 적재
  • 일정한 크기에 적재되었지만 남는 공간 : 내부단편화
• 외부 단편화
  • 메모리에 데이터를 가변적으로 적재
  • 데이터를 적재하는 과정을 반복하다 보니 사이사이 공간들이 발생
  • 이 공간들을 합쳐보니 적재되어야할 데이터가 적재될 수 있는 공간인데도 적재되지 못함 : 외부단편화

가상메모리란?

• 메모리에 프로세스 전체가 적재되지 않아도 실행이 될 수 있게 하는 기법
• 크기가 커서 메모리에 적재될 수 없는 프로그램을 메모리에 올라와있다고 착각하게 하도록 가상 주소에 적재
• 적재된 프로세스의 부분이 필요한 상황에 실제 메모리와 Swap
• 즉, 프로세스의 필요한 부분만 메모리에 적재해서 실행

요구페이징이란

• 프로그램을 실행시킬때 프로그램 전체를 메모리에 올리는 것이 아닌 필요한 부분만 메모리에 적재하는 전략
• 가상메모리에 사용
• 페이징에 사용

페이지 교체란?

• 메모리를 페이징 단위로 분리해서 사용(프레임)
• 분리한 부분에 실행에 필요한 페이지를 적재(요구 페이징)시켜서 프로세스의 부분을 실행
• 이후 실행을 위해 추가적으로 필요한 데이터는 디스크에서 가져와서 메모리에 할당
• 메모리 공간이 없어서 다른 페이지와 교체할때(다른 프로세스를 먼저 실행해야할때)에는 교체되어야하는 페이지를 따로 디스크의 Swap 영역**에 저장

왜 따로 Swap 영역에 저장할까?

교체되었다고 해도 해당 프로세스의 실행이 종료된것이 아님 우선순위가 높은 다른 프로세스를 먼저 처리하기 위함. 때문에 디스크에 따로 Swap 영역에 저장해서 현재까지 진행시켰던 상태를 유지시키기 위함.

• Swap 영역 : 디스크와는 분리되어 OS가 효율적으로 관리할 수 있는 공간

페이지 교체 알고리즘의 종류?

• FIFO(First In First Out) : 가장 처음에 적재되었던 페이지와 교체
• LRU(Least Recently Used) : 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지와 교체
• LFU(Least Frequently Used) : 가장 적게 사용되었던 페이지와 교체
• OPT(Optimal, 최적) : 가장 나중에 실행될 페이지와 교체(최적이지만 사실상 불가능)

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• MFU(Most Frequently Used) : 가장 많이 사용되는 페이지와 교체
• NUR(Not Used Recently) : LRU와 비슷, 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지와 교체
  • 참조비트, 변형비트 사용
    • 참조되면 1 아니면 0
    • 변형되면 1 아니면 0
    • 00인것과 교체

쓰레싱(Thashing)이란?

쓰레싱

• 페이지 부재율이 높은 상태
• 페이지 부재율이 높다면 페이지를 교체하는데 많은 시간이 사용
• CPU가 일을 안하고 놀게되기 때문에 일처리가 늦어지고 더 많은 프로세스가 대기
• 이러한 악순환이 쓰레싱
  실행되는 프로세스가 많아지면 프로세스에게 할당되는 프레임의 개수도 줄어듬

쓰레싱을 해결하기 위한 방법?

Working Set

• 대부분의 프로세스가 특정 페이지만 사용하는 것을 이용
• 일정 시간동안 참조되는 페이지의 개수를 파악
• 예를들어, 일정시간동안 0, 1, 0, 2, 3, 2 페이지가 사용되었다면 Working set은 {0, 1, 2, 3}이 된다
• 메모리에 현재 워킹세트만큼 올라와있는지를 확인하면서 스레싱이 발생하지 않게 유지

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• Page Fault Frequency
  • Page Fault의 하한과 상한을 설정
  • 상한을 넘으면 프레임 개수를 추가
  • 하한을 넘으면 프레임 개수를 줄임

메모리가 고갈되면 어떻게될까?

• 많은 페이지 fault가 발생
• CPU의 이용률이 낮아지기 때문에 OS는 더 많은 프로세스를 추가함
• 즉, 악순환(쓰레싱)

캐시 메모리란?

• 메모리에서 자주 사용되는 데이터를 따로 저장해서 사용하는 구조
• CPU와 메모리의 속도차이를 완화하기 위해 사용하는 메모리 종류

왜 메모리와 CPU의 속도차이를 완화시켜야할까?

• CPU는 매우 빠른 속도로 데이터를 처리
• 메모리는 상대적으로 느린 속도를 갖음
• 메모리의 속도를 CPU가 기다려줘야하는 상황이 발생
• 이러한 상황때문에 전체 시스템이 영향을 받는 병목현상 발생
  병목현상 : 하나의 구성요소로 전체 시스템이 영향을 받는 현상

캐시의 적중률을 높이기 위한 방법은?

• 지역성 : 참조된 데이터의 주변의 데이터가 다시 참조되는 성질
• 시간성 : 참조된 데이터가 다시 참조되는 성질

DMA(Direct Memory Access)란?

• 데이터의 이동에는 CPU가 필요
• 다량의 데이터 이동에는 CPU가 많은 부담을 느낌
• 때문에 CPU를 거치지 않는 DMA 방법 사용
  DMA 컨트롤러라는 하드웨어 장치가 관리, CPU가 초기설정해주고 이후 작업은 DMA 컨트롤러가 진행

운영체제에 쓰이는 알고리즘은?

• FCFS, SJF, HRN, RR, MFQ
• FIFO, LRU, LFU