4회차

이찬우

하드웨어 안전 제거

• 데이터 전송 버퍼와 저장장치의 동기화 과정

지역성 이론

• goto 문을 사용하지 않는 것이 좋음
• 어셈블리 코드를 보면 JMP문 사용이 빈번히 보이는데, 그 코드와 goto문과의 차이점은 무엇일까

cpu 파이프라이닝

• CPU 멜트다운 이슈과 이와 연관됨
• CPU 캐싱과 파이프라이닝을 이용했던 사건
• 관련기사

  김남영

운영체제

운영체제란 무엇인가

• 사용자에게 편리한 인터페이스 환경을 제공하고 컴퓨터 시스템의 자원을 효율적으로 관리하는 소프트웨어

• 다양한 인터페이스를 제공하는 것을 그림을 통해 알 수 있다.

운영체제의 역할

• 자원 관리 및 보호
• 하드웨어 및 사용자 인터페이스 제공

커널과 인터페이스

커널

• 프로세스, 메모리, 저장장치 관리 같은 운영체제의 핵심 기능을 모아 놓은 것.
• 자동차의 엔진과 비슷한 개념.

시스템 호출

• 커널에 직접 접근 보다 간접 접근
• 커널을 보호하기 위한 인터페이스
• 커널을 직접 건드리는 것은 위험하다.

드라이버

• 커널과 하드웨어의 인터페이스
• 마찬가지로 추상화 시켜놓았다고 생각
• 하지만 커널과 하드웨어는 직접적으로 연결되기도 한다.

커널의 구성

단일형 구조 커널

• 하나로 다 뭉친 모듈
• 비용이 적게 들지만, 단점이 너무 많다.
• 버그, 오류 처리 힘듬 이식성 낮음 등등..

계층형 구조 커널

• 비슷한 기능의 모듈을 하나의 계층으로 만듬
• 계층 간 통신으로 OS를 구현
• 오류 수정 시 특정 계층만 수정하므로 용이하므로 디버깅이 쉬움
• 현대 OS 대부분의 구조

마이크로 구조 커널

• 커널 자체가 커질 경우를 대비
• 각 모듈은 독립적인 작동, 하나의 모듈이 말썽이어도 OS가 멈추지 않음.
• 모듈 간 정보 교환은 프로세스 간 통신으로 이루어짐.

가상머신

• C와 다르게 Java는 어느 OS에서도 작동한다. 바로 가상머신 덕분!
• 운영 체제 위에 가상머신을 만들고 그 위에 응용 프로그램을 작동시키자.
• 동일한 환경에서 작동하는 것처럼 보인다.
• 하지만 가상머신을 통해서만 응용 프로그램이 작동하므로 느려진다는 단점이 있다.

폰노이만 구조

• 모든 프로그램은 메모리에 올라와야 실행할 수 있다.
• 예전에는 컴퓨터의 전선을 연결하여 회로룰 구성하는 형태였기에, 다른 용도로 사용하려면 전선의 연결을 바꾸어야 했다.

CPU

CPU의 기본 구성

• 산술논리 연산 장치
  • 사칙연산 같은 산술 연산과 OR, AND 논리 연산
• 제어 장치
  • CPU에서 작업을 지시하는 부분
• 레지스터
  • CPU 내에 데이터를 임시로 보관하는 곳

버스

• CPU와 메모리, 주변장치 간 데이터를 주고 받을 때 사용한다.
• 제어, 주소, 데이터 버스

메모리의 종류

• RAM
  • 읽거나 쓰기 가능
• ROM
  • 읽기만 가능

부팅

• 운영체제도 소프트웨어이므로 실행하려면 메모리에 올라와야 한다.
• 그 과정을 부팅이라고 한다.

버퍼

• 속도의 차이가 있는 두 장치 간 차이를 완화하는 역할
• 작업 속도가 다른 장치들의 속도 차이를 개선하기 위한 기술
• CPU 내부 버스, 시스템 버스, 메모리, 하드디스크의 속도 차이.

캐시

• 메모리와 CPU 간 속도 차이를 완화하기 위해 메모리의 데이터를 미리 가져와 저장하는 임시 장소
• CPU가 메모리에 접근하기 전 일단 캐시를 방문해 데이터가 있는지 찾는다.
• 있으면 캐시 히트
• 없으면 캐시 미스
• 일반적인 컴퓨터의 캐시 적중률은 90%

인터럽트

• CPU가 일을 직접하는 것이 아니라, 저장장치 데이터 이동을 독립적으로 운영
• 입출력 관리자에게 데이터 전송만 지시
• 완료 신호를 CPU에게 보냄 => 요 신호가 인터럽트

직접 메모리 접근

• 효율성을 높이기 위해 입출력 관리자가 데이터의 입출력 책임을 맡음.
• 이러한 책임 및 권한을 일컫는다.

메모리 매핑 출력

• 직접 메모리 접근으로 메모리가 복잡해졌다.
• CPU가 사용하는지 입출력 장치가 사용하는지 데이터가 섞여 있음.
• 이때 메모리를 나누어서 관리하자.

사이클 훔치기

• 동시에 메모리 접근을 하면 안되므로,
• 상황 별로 메모리 사용 권한을 양보하자~

병렬 처리

• 동시에 여러 개의 명령을 처리하여 작업의 능률을 올리는 방식

병렬 처리의 고려 사항

• 상호 의존성이 없어야 한다.
• 각 단계의 시간을 일정하게 맞추자.
• 전체 작업 시간을 몇 단계로 나눌지 따져보기.