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프로세스 주소 공간(Process Address Space)

개요프로세스 주소 공간은 운영체제가 실행 중인 프로세스에 대해 부여하는 가상 메모리 공간의 논리적 구조입니다. 이 공간은 일반적으로 코드(Code) 영역, 데이터(Data) 영역, 힙(Heap), 스택(Stack) 등으로 구분되며, 각 영역은 서로 다른 용도와 성격을 갖고 있어 메모리 관리, 보안, 디버깅 등 다양한 측면에서 중요한 의미를 가집니다. 본 글에서는 프로세스 주소 공간의 구조, 각 영역의 역할과 특징, 운영체제와의 관계, 실무 활용까지 정리합니다.1. 프로세스 주소 공간이란?운영체제는 각 프로세스에 대해 독립된 가상 메모리 공간을 할당합니다. 이 공간은 물리 메모리와 매핑되어 있으며, 프로세스 간 메모리 보호와 격리를 통해 안정성과 보안을 확보합니다. 대부분의 운영체제에서는 32비트/64비트..

I/O 인터럽트 구조(Interrupt-driven I/O)

개요I/O 인터럽트(Interrupt)는 CPU가 입출력 장치의 동작 완료를 기다리지 않고, 다른 작업을 수행하다가 입출력 장치에서 신호가 오면 해당 처리를 수행하는 방식입니다. 이는 바쁜 CPU 자원의 낭비를 줄이고, 입출력 지연 시간을 숨길 수 있어 현대 운영체제에서 필수적인 비동기적 I/O 처리 기법입니다. 본 글에서는 I/O 인터럽트의 구조, 동작 원리, 장치 컨트롤러와의 관계, 인터럽트 처리 절차 및 실무 활용을 체계적으로 설명합니다.1. 개념 및 정의 항목 설명 인터럽트(Interrupt)외부 또는 내부 장치에서 발생한 이벤트를 CPU에 알리는 신호I/O 인터럽트I/O 장치(예: 키보드, 디스크, NIC 등)에서 작업 완료 후 CPU에 처리 요청폴링(Polling) 방식과 차이CPU가 반복적..

페이지 교체 알고리즘(Page Replacement Algorithms)

개요페이지 교체 알고리즘은 운영체제의 가상 메모리 관리에서 중요한 역할을 하며, 제한된 물리 메모리 공간에 가상 메모리 페이지를 효율적으로 배치하는 방식입니다. 프로세스 실행 중 페이지 부재(Page Fault)가 발생했을 때, 어떤 페이지를 제거하고 새로운 페이지를 메모리에 적재할지를 결정하는 전략으로 시스템 성능에 직결됩니다. 본 글에서는 대표적인 페이지 교체 알고리즘의 개념, 동작 방식, 비교 및 실무 적용 시 고려사항 등을 체계적으로 설명합니다.1. 개념 및 필요성가상 메모리 환경에서는 프로세스가 사용하는 모든 페이지를 물리 메모리에 올릴 수 없습니다. 이로 인해 페이지 부재가 발생하면, 기존에 있던 페이지 중 하나를 제거하고 새로운 페이지를 적재해야 합니다. 이때 어떤 페이지를 교체할지를 정하는..

가상 메모리(Virtual Memory)

개요가상 메모리(Virtual Memory)는 실제 물리적 메모리(RAM)의 용량을 초과하는 프로그램 실행을 가능하게 해주는 운영체제의 핵심 메모리 관리 기술입니다. 하드디스크의 일부 공간을 마치 주기억장치처럼 활용함으로써, 다중 프로그램 실행, 메모리 보호, 프로세스 간 격리 등 다양한 이점을 제공합니다. 본 글에서는 가상 메모리의 개념, 동작 방식, 구성 요소, 실무 활용 사례, 장단점 등을 체계적으로 설명합니다.1. 개념 및 정의가상 메모리는 물리 메모리를 추상화하여, 각 프로세스가 독립된 주소 공간을 사용하는 것처럼 보이게 하는 메커니즘입니다. 이는 CPU가 직접 사용하는 **가상 주소(Virtual Address)**와 실제 메모리 주소인 물리 주소(Physical Address) 간의 매핑을 ..

개요운영체제(OS)에서 프로세스를 효율적으로 실행하기 위해 CPU 스케줄링 알고리즘이 사용됩니다. 스케줄링 알고리즘은 시스템의 성능을 최적화하고, 응답 시간(Response Time), 대기 시간(Waiting Time), 처리량(Throughput)을 조절하여 멀티태스킹 환경에서의 효율적인 자원 배분을 가능하게 합니다. 본 글에서는 대표적인 스케줄링 기법 중 RM(Rate Monotonic), MLQ(Multi-Level Queue), SQMS(Single Queue Multi-Server), MQMS(Multi-Queue Multi-Server) 알고리즘의 개념과 동작 방식, 장단점 및 활용 사례를 살펴봅니다.1. OS 스케줄링이란?CPU 스케줄링은 다중 프로세스가 실행될 때 CPU를 적절히 분배하는..

개요프로세스 동기화(Process Synchronization)는 멀티프로세스 환경에서 여러 프로세스가 공유 자원에 동시에 접근할 때 데이터 일관성을 유지하고 경합(Concurrency) 문제를 해결하는 기술입니다. 동기화 문제를 해결하지 않으면 데이터 충돌, 경쟁 상태(Race Condition), 교착 상태(Deadlock) 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 본 글에서는 프로세스 동기화의 개념과 주요 기법, 장단점 및 최신 트렌드를 살펴봅니다. 1. 프로세스 동기화란?멀티프로세싱 환경에서는 여러 프로세스가 **동시에 실행되며, 공유 자원(Shared Resource)**에 접근할 수 있습니다. 프로세스 동기화는 경쟁 상태(Race Condition)를 방지하고, 데이터 무결성을 유지하는 기술입니다..

개요MMU(Memory Management Unit, 메모리 관리 장치)는 운영체제에서 물리적 메모리를 효율적으로 관리하고 가상 메모리 시스템을 구현하는 핵심 하드웨어 모듈입니다. MMU는 가상 주소(Virtual Address)를 물리 주소(Physical Address)로 변환하는 역할을 하며, 메모리 보호, 캐시 관리, 페이징(Paging) 및 세그먼테이션(Segmentation) 등 다양한 기능을 제공합니다. 본 글에서는 MMU의 개념과 주요 기능, 동작 원리 및 최신 트렌드를 살펴봅니다.1. MMU란?MMU는 프로세서(CPU)와 메모리(RAM) 사이에 위치하여 주소 변환 및 메모리 보호 기능을 수행하는 하드웨어 장치입니다. 현대적인 컴퓨터 시스템에서는 가상 메모리(Virtual Memory) 개..

개요파일 시스템(File System)과 RAID(Redundant Array of Independent Disks)는 데이터 저장 및 보호를 위한 핵심 기술이다. 파일 시스템은 데이터를 저장하고 관리하는 구조를 제공하며, RAID는 데이터 보호와 성능 향상을 위해 여러 개의 디스크를 조합하여 운영하는 기술이다. 본 글에서는 파일 시스템의 개념과 유형, RAID의 동작 방식 및 구성 유형을 상세히 살펴본다.1. 파일 시스템(File System) 개요파일 시스템은 운영체제가 데이터를 저장하고 관리하는 방식을 정의하는 구조이다. 파일을 저장하는 디스크 공간을 관리하며, 데이터의 접근, 검색, 수정, 삭제 등을 수행한다.파일 시스템의 주요 기능:파일 저장 및 접근 방식 정의데이터 무결성 및 보안 제공디스크 ..

개요CPU 스케줄링(CPU Scheduling)은 운영체제에서 프로세스가 CPU를 사용할 수 있도록 순서를 결정하는 핵심 기술이다. 다중 프로세스 환경에서는 CPU 자원을 효율적으로 배분하여 성능을 최적화해야 하며, 이를 위해 다양한 CPU 스케줄링 알고리즘이 사용된다. 본 글에서는 CPU 스케줄링의 개념과 주요 알고리즘, 평가 기준 및 활용 사례를 살펴본다.1. CPU 스케줄링이란?CPU 스케줄링은 여러 프로세스가 동시에 실행될 때 CPU를 어떤 프로세스가 먼저 사용할지 결정하는 작업이다. 운영체제는 **스케줄러(Scheduler)**를 통해 프로세스를 관리하며, 최적의 실행 순서를 결정한다.CPU 스케줄링의 목적:CPU 활용률 극대화프로세스 응답 시간(Response Time) 최소화대기 시간(Wai..

개요운영체제(Operating System, OS)는 컴퓨터 시스템의 자원을 관리하고 사용자와 하드웨어 간 인터페이스를 제공하는 핵심 소프트웨어이다. 운영체제는 하드웨어를 효율적으로 관리하고 애플리케이션 실행 환경을 제공하며, 멀티태스킹, 메모리 관리, 파일 시스템, 보안 기능을 포함한다. 본 글에서는 운영체제의 개념과 주요 구성 요소, 작동 방식, 그리고 현대 운영체제의 주요 기능을 상세히 살펴본다.1. 운영체제란?운영체제(OS)는 하드웨어와 소프트웨어를 연결하는 필수 시스템 소프트웨어로, 사용자가 컴퓨터를 효과적으로 활용할 수 있도록 한다. OS는 응용 프로그램이 실행되는 환경을 제공하며, 사용자와 시스템 간 상호작용을 가능하게 한다.운영체제의 주요 역할:자원 관리(Resource Management..