컴퓨터 프로그래밍 공부/컴퓨터 구조 + 운영체제 13

힙 메모리 영역 특징

사용자가 메모리를 관리해야하는 영역이다.이러한 메모리 관리를 생명주기 관리라고도 한다. 힙은  동적으로 메모리를 관리하는 영역이다.즉 따라서 힙은 크기가 유동적이다.  지우는 건 빠른데 할당하는 건 스택보다 느리다.힙 메모리에 할당과 해제가 잦으면 메모리 단편화의 문제가 발생할 수 있다.

에러 처리와 스레드의 상관 관계와 커널 개체

해당 환경은 WINDOWS 환경이며, C/C++에 대해서만 다룬다. 에러 처리와 스레드의 상관 관계 에러처리를 잘 하기 위해서는 일단 윈도우가 제공하는 수많은 기능 중 하나인,윈도우 함수가 에러를 어떻게 처리하는지에 대해 먼저 이해해야 한다. 윈도우 함수를 호출하면 호출된 함수는 먼저 전달된 인자의 유효성을 확인하고함수의 기능을 수행하려 한다. 만일 전달된 인자가 유효하지 않거나 다른 이류로 인해 해당 기능을수행할 수 없으면 함수는 실패를 반환한다. 윈도우 함수가 실패하면 왜 함수가 실패했는지의 여부를 알아내는 과정이 반드시 필요하다.마이크로 소프트는 발생할 가능성이 있는 모든 에러 코드를 32비트 숫자로 정의해 두었다. 윈도우 함수가 실패하게 되면 내부적으로함수를 호출한 스레드의 스레드 지역 저장소에 ..

파일 시스템

파일 시스템파일 시스템은 보조기억장치에 있는 파일과 디렉터리가 어떻게 할당하고 접근되는지에 관한 것이다. 파일 시스템은 파일과 디렉터리를 보조기억장치에 일목요연하게 저장하고접근할 수 있게 하는 운영체제 내부 프로그램이다.이러한 파일 시스템에는 다양한 종류가 있고,하나의 컴퓨터에서 여러 파일 시스템을 사용할 수 있다. 해당 게시글에서는파일 시스템이 파일과 디렉터리를 보조기억장치에 어떻게 할당하고 접근하는지 알아보자.이러한 이론을 기반으로 만들어진 대표적인 파일 시스템인FAT 파일 시스템과 유닉스 파일 시스템이 있다. 파티셔닝과 포매팅 이제 막 공장에서 생산되어 한 번도 사용된 적이 없는새 하드 디스크 또는 SSD가 있다고 가정해보자.이 보조기억장치에 곧바로 파일을 생성하거나 저장할 수 없다.왜냐하면 보조기..

파일과 디렉터리

파일과 디렉터리 파일 시스템은 파일과 디렉터리를 관리한다. 해당 게시글에서는 파일 시스템의 개념을 잡기 이전에, 파일과 디렉터리가 무엇인지 알아보고자 한다. 파일 일상적으로 컴퓨터를 이용할 때는 파일 단위로 이용한다. 파일이란 하드 디스크의 SSD와 같은 보조기억장치에 저장된 관련 정보의 집합을 의미한다. 달리 표현하자면 파일은 의미 있고 관련 있는 정보를 모은 논리적 단위를 의미한다. 그렇다면 파일을 이루는 정보는 어떤 것들이 있을까? 모든 파일에는 이름과 파일을 실행하기 위한 정보, 그리고 파일 관련의 부가 정보가 있다. 이 부가 정보를 속성 도는 메타데이터라고 부른다. 윈도우 운영체제를 사용한다면 파일 속성을 한 번쯤 접해 본 경험이 있을 것이다. 임의의 파일에서 마우스 오른쪽 버튼을 클릭한 뒤 [..

페이지 교체와 프레임 할당

가상 메모리를 통해 작은 물리 메모리보다 큰 프로세스도 실행할 수 있다고는 하지만, 그럼에도 불구하고 여전히 물리 메모리의 크기는 한정되어 있다. 운영체제는 프로세스들이 한정된 메모리를 효율적으로 이용할 수 있도록 기존 메모리에 적재된 불필요한 페이지를 선별하여 보조기억장치로 내보낼 수 있어야 하고, 프로세스들에 적절한 수의 프레임을 할당하여 페이지를 할당할 수 있게 해야한다. 이번 게시글에서는 요구 페이징의 개념과 페이지 교체 알고리즘, 그리고 프레임 할당에 대해 학습하며 운영체제가 이러한 기능을 어떻게 수행하는 알아보자. 요구 페이징 프로세스를 메모리에 적재할 때 처음부터 모든 페이지를 적재하지 않고 필요한 페이지만을 메모리에 적재하는 기법을 요구 페이징이라고 한다. 이름 그대로 실행에 요구되는 페이..

가상 메모리 - 연속 메모리 할당

연속 메모리 할당 프로세스에 연속적인 메모리 공간을 할당하는 방식을 연속 메모리 할당 방식이라고 한다. 프로세스들을 메모리에 연속적으로 할당할 때 무엇을 고려해야 하는지, 그리고 어떤 잠재적인 문제가 있는지 알아보자. 스와핑 메모리에 적재된 프로세스들 중에는 현재 실행디지 않는 프로세스가 있을 수 있다. 입출력 작업의 요구로 대기 상태가 된 프로세스라던지, 오랫동인 사용되지 않은 프로세스가 이런 프로세스들에 속한다. 이러한 프로세스들을 임시로 보조기억장치 일부 영역으로 쫒아내고, 그렇게 해서 생긴 메모리상의 빈 공간에 도 다른 프로세스를 적재하여 실행하는 방식을 스와핑이라고 한다. 이때 프로세스들이 쫒겨나는 보조기억장치의 일부 영역을 스왑 영역이라고 한다. 그리고 현재 실행되지 않는 프로세스가 메모리에서..

주소 바인딩

주소 바인딩이란? 프로세스는 실행을 위해 메모리에 적재되면 프로세스를 위한 독자적인 주소공간이 생긴다.이 주소를 논리적 주소라고 한다. 논리적 주소는 각 프로세스마다 독립적으로 할당된다. 그렇다면 프로세스는 왜 논리적 주소를 사용할까? CPU가 프로세스의 작업을 수행하기 위해서 프로세스의 논리적 주소를 참조하게 된다.논리적 주소만으로는 실제 메모리의 주소를 알 수 없기 때문에논리 주소를 물리적 메모리로 연결시키는 작업이 필요하다.이 작업을 주소 바인딩이라고 한다. 주소 바인딩의 종류로는컴파일 타임 바인딩로드 타임 바인딩실행 시간 바인딩이렇게 세 가지의 바인딩 방식이 있다.세 바인딩의 기준은 물리적 주소가 언제 결정되느냐에 따라 결정된다.  컴파일 타임 바..

코어와 멀티코어, 스레드와 멀티스레드

코어와 멀티코어 클럭 속도를 높이는 방법 외에 CPU의 성능을 높이는 방법으로 대표적인 해결책으로는 CPU의 코어와 스레드 수를 늘리는 방법이 있다. 전통적인 CPU에는 코어가 하나였지만, 오늘날에는 코어를 여러 개 포함하고 있는 CPU를 멀티코어 CPU 또는 멀티코어 프로세서라고 부른다. 이는 CPU 내에 명령어를 처리하는 일꾼이 여러 명 있는 것과 같다. 당연히 멀티코어의 처리 속도는 단일코어보다 빠르며, 가령 클럭 속도가 2.4GHz인 단일 코어 CPU와 클럭 속도가 1.9GHz인 멀티코어 CPU를 비교하면 일반적으로 후자의 성능이 더 좋다. CPU 종류는 CPU 안에 코어가 몇 개 포함되어 있는지에 따라 싱글코어, 듀얼코어, 트리플코어 드응로 나뉜다. 즉 멀티코어 프로세서란 여러 개의 코어를 포함..

프로그래밍 개발 과정

프로그래밍 언어 고수준 VS 저수준 (어셈, 기계어) 컴파일러 - 고수준 언어를 저수준 언어로 번역하는 프로그램이며 이 작업을 컴파일이라 한다. 인터프리터 - 고급언어로 작성된 코드를 한 단계 식 해석하여 실행 시키는 방법이다. 컴파일 언어 - 원시코드를 목적코드 (기계어) 로 변환하는 것 - 네이티브 코드란? 직접 기계어 번역 및 실행됨 중간 언어 - 원시 코드와 목적 코드의 중간 단꼐 언어 (원시 > 중간 > 목적) - Java 가상 머신, .Net PrameWork 등 - 런타임에 동적으로 기계어 번역이 실행된다. - 매니지드 코드 : 바이트 코드 번역 링커 - 컴파일러가 만들어낸 1개 이상의 목적코드들을 병합하여 단일 실행파일로 만들어 내는 프로그램이다. 라이브러리 - 다른 프로그램들과 링크되기 ..

컴퓨터 구조

컴퓨터 구조 1. CPU 2. 레지스터 3. 캐시 4. BUS 5. GPU 1. CPU 중앙처리 장치 (CPU : Central Processing Unit) 컴퓨터 시스템의 기능에는 입력, 출력, 기억, 연산, 제어의 5대 기능이 있다. 이 중에서 연산, 제어 및 기억 기능은 컴퓨터의 중심이 되는 기능이라고 볼 수 있는데 이러한 기능을 수행하는 장치로 컴퓨터의 두뇌로서의 역할을 수행한다고 볼 수 있기 때문에 중앙처리장치 즉, CPU라고 한다. 코어( 개수가 많을수록 여러 가지 작업을 동시에 수행할 수 있다.) 싱글 > 듀얼 > 쿼드 > 핵사 > 옥타 (8개) CPU는 기계어로 쓰인 컴퓨터 프로그램의 명령어를 해석하여 실행한다. CPU는 프로그램에 따라 외부에서 정보를 입력받아, 이를 기억하고, 연산하며..