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동기화 하드웨어 단일 프로세서 시스템의 경우 공유된 변수를 변경하는 동안에 인터럽트를 발생할 수 없도록 하면 위와 같은 문제를 보다 쉽게 해결할 수 있다. 인터럽트 억제 방법을 이용한 임계 구역 문제의 해결책 do{ disable interrupt critical section enable interrupt remainder section }while(1); 다중 프로그래밍에 큰 영향을 주므로 효율적인 해결책은 아니다. 다중 프로세서 시스템에서는 인터럽트가 발생할 수 없도록 하더라도 여전히 두 프로세서에서 두 프로세스가 동시에 실행될 수 있어 임계 구역 문제를 해결할 수 없다. 이 때문에 인터럽트를 억제하는 방법 대신 대부분의 시스템은 이런 문제를 해결할 때 사용할 수 있는 특수한 하드웨어 명령어를 제공..

프로세스 동기화 프로세스는 독립적으로 수행되면 올바르게 동작하나 공유 변수의 값이 결과에 영향을 주므로 병행으로 수행되면 실행되는 순서에 따라 올바르게 동작하지 않을 수 있다. 공유 메모리에 있는 변수 counter의 값이 5일 때, 생산자와 소비자가 각각 "counter++;"와 "counter--;"를 병행으로 수행하면 결과는 5가 되어야 하지만 그렇지 않을 수 있다. → 이처럼 병행으로 수행되는 여러 프로세스가 공통된 데이터를 조작할 때 결과가 접근 순서에 의해 결정되면 경합 상태(race condition)가 존재한다고 한다. 임계 구역 문제 임계 구역(critical section) : 프로세스 코드의 일부분으로서, 다른 프로세스와 공동으로 사용하는 변수, 테이블, 파일 등을 변경하는 부분임계 ..

하나의 프로세스 당 하나의 Page Table을 가지고 있기 때문에 이를 효율적으로 관리할 필요가 있음 따라서 Page Table Structure에 따라 구분 가능 페이지를 Hierarchical(계층적)으로 쪼갠 것 간단한 기술의 예로는 2레벨 Page Table, 위처럼 큰 범주로 먼저 나누고 그 안에서 또 나누는 형태 논리적 주소는 32비트, 4K 크기의 Page로 나뉜다. 한 테이블 안에 20bit -> 100만개 entries page offset은 12bit -> 4096, 4K 그림에서 보이듯 page number는 10bit씩 2개로 나누고 page offset은 12bit로 표현 p1은 outer page table에 사용되는 주소값, p2는 다음 level에서 사용(다음 내용 이어서)..

모든 프로그램은 실행시키려면 메모리 위에 존재해야한다. Input Queue를 통해 메모리로 올라온다. Input Queue에서 기다렸다가 올라옴 사용자는 몇 단계를 거쳐 프로그램을 실행시킨다. source 작성 -> compile -> object module, 한 가지의 module만 존재하는 것이 아니기 때문에 other object modules과 연결시키기 위해 linkage editor가 존재 -> 그 결과로 load module -> loader로 메모리 load -> System library와 함께 load하여 사용 -> CPU 할당 받아 실행 Address binding : Instruction과 Data를 메모리 위로 올린다는 것 Compile time : Compile 하기 전 실제..

사용하는 변수는 4가지 Available : 여유분 Max : 최대 필요한 자원의 개수 Allocation : 할당된 자원의 개수 Need : 앞으로 추가적으로 필요한 자원의 개수 2차원 matrix형태로 모두 존재 앞으로 필요한 자원의 개수는 최대치에서 이미 할당된 자원을 빼준 정도 어느 한 순간 Safety한 상태인지 체크 여러 개의 process가 존재할 때 안정적으로 처리할 수 있는 순서도가 있는가 확인 fisnish가 false인 것 중 need(i)가 work보다 작거나 같은 것을 찾는다 만약 존재하지 않는다면 6단계로 Need는 필요한 만큼 줬다가 다시 회수, 여유분이 늘어나는 것은 이미 할당된 것들 회수 Finish[i]를 True로 전환하고 다시 2단계로 만약 모든 프로세스가 Finish..

데드락이 어떻게 발생하는지, 어떻게 방지하고 회피하는 방법 항상 자원이 부족해서 발생하는 현상 P1이나 P2가 작업을 완료하기 위해서는 tape drives 2개 필요 다 만족하기 위해서는 4개가 필요한데 전체 2개가 필요하면 자원이 부족한 경우가 발생할 수 있음 서로 자원을 필요로 하는데 부족한 경우가 발생하면 이는 데드락 상태를 야기 둘다 1로 초기화 되어있음 wait(A), wait(B)로 서로 기다리고 있음 처음 값이 1이어서 통과하지만 0으로 줄어듦 그 뒤는 while문에 걸려 무한반복으로 deadlock signal operation을 만나면 값이 증가되어 종료될 수 있지만 그곳까지 가지도 못함 또 다른 예로 다리 상태 어느 한 쪽은 양보를 해야 해결이 되는데 다른 문제가 발생할 수 있음 후진..

일반적인 프로세스 구조 critical section 진입 전 entry section을 통해 3가지 조건 중 상호배제 조건을 갖춤 위 그림 중 위 그림은 상호배제 조건을 만족한 그림으로 count 변수 사용을 상호 배제 상태에서 진행함 하지만 아래 그림은 같은 변수를 같은 동기화 내에서 진행하는 그림으로 표현됨 어느 한 process가 critical section에 진입하게 되면 interrupt system을 disable해버린다. 그렇게 할 경우 다른 process가 같은 critical section에 진입하는 것을 방지할 수 있다. CPU가 한 개일 경우에는 위처럼 해결할 수 있으나 그렇지 않은 경우에는 확장성에 문제가 생겨 그렇게 할 수 없다. Busy Waiting을 요구하지 않는 Sync..

공유하고 있는 데이터에 대해서는 데이터 일관성 문제가 발생할 수 있음 공유 변수에 대한 접근을 순서화 해줄 필요가 있음 'Consumer'와 'Producer'는 count라는 광역 변수를 공유하여 버퍼라는 데이터를 공유하는 프로세스 count라는 광역 변수를 사용하여 채우는 것 count 광역 변수를 사용하여 데이터를 소비하는 것 assembly 언어를 사용하여 표현할 수 있음 (위 Critical Section) 어느 instruction이 마지막에 실행되냐에 따라 값이 변하는 현상 : Race Condition Critical Section은 공유하고 있는 변수 사이 변경이 있을 때 많이 일어남 따라서 Critical Section에 들어가는 process는 하나만 되도록 해야함 그래서 위 과정 전..

5.1 Consider a multiprocessor system and a multithreaded program written using the many-to-many threading model. Let the number of user-level threads in the program be more than the number of processors in the system. Discuss the performance implications of the following scenarios: a. The number of kernel threads allocated to the program is less than the number of processors. b. The number of ke..

4.1 Provide two programming examples in which multithreading does not provide better performance than a single-threaded solution. Answer: 멀티스레딩이 단일 스레드 솔루션보다 성능이 향상되지 않는 두 가지 프로그래밍 예제를 제공합니다. 1. 단일 처리기 시스템에서의 계산 집약적인 작업 - 만약 작업이 단일 처리기 시스템에서 실행되는 계산 집약적인 작업이라면, 멀티스레딩은 성능 향상을 제공하지 않을 수 있습니다. 이 경우 CPU가 한 번에 하나의 작업만 처리할 수 있으므로 멀티스레딩은 여러 스레드 간의 문맥 전환 오버헤드만 추가할 뿐입니다. 2. 입출력 작업이 많은 작업 - 입출력 작업이 많은 작업에..