OS midterm 주요 개념 요약

• von Nuemann architecture
• assert 함수: 에러 검출. 특정 조건 거짓이면 프로그램 중단
• bus: Device controller와 memory를 연결하는 경로
• local buffer: 각 Device controller가 가지고 있는 버퍼
• IDT: 인터럽트를 받으면 이 테이블을 참조함
• Device driver: Device controller와 OS 간의 통신을 담당함
• kilo / mega / giga / tera: 용량 단위
• address space 구성: code, data, stack, heap
• process 5가지 상태: new, ready, running, blocked, exit
• fork 리턴 밸류:
  • 부모: 자식 PID
  • 자식: 0
  • 실패: -1
• zombie process: wait 호출하지 않고 죽은 프로세스 (부모가 죽으면 계속 기다림)
• orphan process: 부모는 죽었지만 자식은 살아 있는 프로세스
  • 해결책 2가지: cascading termination(부모가 죽으면 자식도 같이 죽임) / reparenting(init process로 부모 변경)
• 커널모드 / 유저모드
• privileged instruction: 중요 코드, 커널모드에서만 실행됨
• hardware timer: OS가 가상의 timer interrupt를 발생시킴 (interrupt handler table)
• 커널 모드 실행: 인터럽트(하드웨어,asynchronously) / 시스템 콜(소프트웨어,synchronously)
• IPC mechanism: signal, signal handler
• pipe: 두 프로세스 간 통신
  • ordinary pipe: unidirectional(단방향), 주로 부모-자식 간 통신
  • named pipe: bidirectional(양방향), half-duplex
• file descriptor
• 표준입출력 파일디스크립터:
  • 0 stdin
  • 1 stdout
  • 2 stderr
• 파이프 파일디스크립터:
  • pipefd[0] read
  • pipefd[1] write
• parallelism: multi 프로세서, 병렬 처리
• process에서 OS code로 넘어가는 경우 & 프로세스 간 switching: system call, interrupt
• concurrency vs parallelism (parallelism 생기면 concurrent 하게 된다 (O)
• OS 스케줄링 큐: Ready Queue, Waiting Queue, (+Priority Queue, Completion Queue)
• PCB: 프로세스 컨텍스트의 정보, Process Control Block
• FCFS, SJF, STCF(Shortest Time to Completion First), RR: 스케줄링 알고리즘
• starvation / preemptive
• average waiting time(대기 시간), turnaround time(대기 시간과 실행 시간), response time(응답 시간은 프로세스의 실행이 시작되기 전에 측정)
• priority scheduling
• priority inversion 해결:
  • PIP(Priority Inheritance Protocol): 높은 우선순위 프로세스가 잠시 우선순위 넘겨줌. 공유 자원을 점유하는 프로세스의 우선순위를 요청하는 프로세스의 우선순위로 일시적으로 상속
  • PCP(Priority Ceiling Protocol): 낮은 우선순위 프로세스가 자원을 요청할 때 우선순위를 높임
• CPU bound process / I/O bound process
• MLQ / MLFQ: 다중 큐 스케줄링
  • MLQ - 프로세스 특징 별로 큐 정의, 우선순위, time quantum
  • MLFQ (Multi-Level Feedback Queue) - + 동적으로 우선순위 저장
• proportional share 스케줄링: 로터리 스케줄링
• CFS(Completely Fair Scheduling): 리눅스 스케줄링, 우선순위가 wait time과 CPU-time에 따라 변화함, aging, targeted latency(최소 1번은 스케줄링 되어야 하는 기간)
• Multiple-Processor scheduling:
  • AMP(Asymmetric Multiprocessing): 로드 밸런싱을 위한 단일 프로세서, 빈번한 스케줄링 문제 발생
  • SMP(Symmetric Multiprocessing): 각 프로세서가 독립적으로 스케줄링, multicore processor -> push migration / pull migration
• UMA(Uniform Memory Access) vs NUMA(Non-Uniform Memory Access): 메모리 접근 속도에 따른 차이
  • UMA - 메모리 접근시간 모든 프로세서 동일
  • NUMA - 다름, Local memory 존재. remote memory 접근할 때 더 많은 시간 소요
• affinity: 프로세스가 현재 실행 중인 프로세서에 대한 선호도 (soft / hard-지정가능)
• POSIX(Portable Operating System Interface): UNIX 및 유닉스 계열 OS에서 이식성 있는 응용 프로그램을 개발하기 위한 표준 인터페이스. 서로 다른 시스템 간의 호환성 제공. system calls, library functions, command and utilities 정의함
  • 1. 시스템 콜(System Calls): 운영 체제의 기능을 사용하기 위한 표준 인터페이스
  • 2. 라이브러리 함수(Library Functions): 고수준의 유틸리티 함수와 API
  • 3. 커맨드 및 유틸리티(Command and Utilities): 표준 명령행 유틸리티 및 쉘.