1. 운영체제

운영체제?

• 하드웨어와 애플리케이션 사이에 있는 시스템 소프트웨어
• 목적?
• 사용을 편하게 - Low-level 하드웨어를 조작할 수 있는 간단한, 통합된 인터페이스 제공
• 공유 - 하드웨어 자원을 여러 프로세스/사용자가 공유할 수 있도록
• 보호 - 하드웨어를 잘못된 사용으로부터 보호함
• Key Interfaces
• ISA (Instruction Set Architecture) : x86, ARM, MIPS (Machine Language)
• SW와  HW 사이의 인터페이스를 정의
• ABI (Application Binary Interface)
• 시스템콜 인터페이스를 정의함
• API (Application programming interface)
• CISC (Compex Instruction Set Computer)
• 복잡한 명령어 집합
• 명령어의 수가 많음
• 80년대 중반까지 사용 (x86, VAX)
• RISC (Reduced Instruction Set Computer)
• 간단한 명령어 집합
• 적은 수의 명령어
• 80년대 이후의 대부분의 아키텍처에 적용
• ex) PowerPC, Alpha, SPARC,  IA64, ARM
• Revolution of OS (순서대로)
• Serial Processing
• Turing Machine (1936)
• 새로운 수학적인 컴퓨팅 모델
• 현대 컴퓨터의 이론적인 배경
• 현존하는 모든 컴퓨터는 튜링 머신의 Subset
• Bombe(1940)
• 독일 에니그마를 해독하기 위해 만들어진 최초의 전자식 컴퓨터
• Colossus(1943)
• 1세대 Programmable Digital Computer (Hard-wired Programming)
• ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)
• 탄도 계산을 위해서 만들어짐
  
• Simple Batch Systems
• Monitor
• 사용자가 작업(job)을 카드 또는 테이프에 작성한 후 제출 - 순서대로 처리
• 모니터란 프로그램은 메모리에 상주, 인풋을 하나씩 처리함
• 프로세서에 비해 입출력이 굉장히 느리기 때문에 idle한 상태가 오래 지속됨 - 비효율
• Multiprogrammed Batch Systems
• I/O를 기다리지 않고 그 시간에 다른 작업(job)을 처리함
• Processor Utilization이 좋음
• 자신의 작업을 처리하기 위해 이전의 작업을 기다려야 함
• Time Sharing Systems
• 여러 사용자가 동시에 하나의 컴퓨터를 사용 가능
• 각 사용자가 기다리는 response time이 줄어듬 (Minimizing Response time is more important than maximizing throughput )
• Time slice / Round Robin
• Context Switching

 

Competing Processes

• Sharing a global resources? 다음 문제가 발생 가능
• Need for mutual exclusion
• Deadlock
• Starvation
• Mutual Exclusion?
• 상호 배제
• 한번에 한 프로세스만 리소스를 사용하도록 제한하는 것
• Critical Section을 한 프로세스만 진입하도록 보장해야 함
• 데커알고리즘
• 간단하게 처리하는 방법?
• 임계 영역에 들어갈 때 interrupt를 disable, 나올 때 enable