1. Introduction - Core components of OS

• Process management
• Memory management
• Storage management
• Protection and security

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1.Process Management

Process : 실행 중인 프로그램(활성 엔티티)

• Job, time-shared program
• 필요한 리소스가 있는 Active program
  • (Ex ) PC에서 실행되는 word-processor)
• Single threaded process에는 program counter가 있다.
• Unit of work(작업단위)
  • 운영 체제 프로세스, 사용자 프로세스

 

Terminologies similar to process

• Thread: 프로그램이 두 개 이상의 동시 실행 작업으로 분할되는 방법
  • CPU utilization의 기본단위
  • process보다 작은 단위
  • 각 thread는 own ID, program counter, register set, stack,…등이 있다.
  •  주요 resources 공유
  • 여러개의 thread들이 하나의 프로세스 아이디를 공유한다. 
• Task : 주소 공간을 통한 실행 경로
  • 메모리에 로드되는 프로그램 instructions 집합
  • 주요 resources 공유X

 

Process management by OS

• Creating/deleting processes
• Suspending/resuming process
• Process synchronization
• Process communication
• Deadlock handling

 

2.Memory Management

• Main memory 는 현대 시스템 작동의 중심
  • CPU가 직접 주소를 지정/액세스할 수 있는 유일한 대용량 스토리지
  • CPU 및 I/O 장치에서 공유하는 데이터 저장소
• Memory management by OS
  • memory의 part가 누구에 의해 점유되어있는지 추척
  • 메모리 공간 할당/할당 취소
  • swap-in, swap-out : 메모리 내부/외부로 이동할 프로세스 및 데이터 결정

 

3.Storage Management

physical storage -> logical file 추상화

• Physical storage : magnetic disk, optical disk, magnetic tape, …
• File : OS에 의해 추상화된 logical storage

Device driver가 균일한 interfaces제공

Device Driver

File-system management

• 파일 및 디렉터리 만들기/삭제
• 파일/디렉토리 조작을 위한 기본 요소 지원
• 보조 저장소에 파일 매핑
• 안정적인 저장 매체의 파일 백업

Mass-Storage Management: 

운영 체제는 대용량 저장 매체를 관리하여 파일의 추상적인 개념을 구현

• 대용량 스토리지 관리
• 여유 공간 관리
• 저장소 할당
• 디스크 예약

 

4.Cashing

• 다음 액세스를 위해 사용된 정보를 작고 빠른 storage에 임시로 복사
  • Based on locality of references
• 특정한 정보가 필요할 때,
  • 원래 소스보다 빠른 캐시 →에 있는지 확인
  • 있으면 그것을 사용하고, 없으면 원래 소스의 정보를 사용
    (cf. 주 메모리는 보조 메모리를 위한 캐시로 볼 수 있다)
   

Cashing

 

Cache Coherence (캐시 일관성)

• Multiprocessor 환경은 모든 CPU가 캐시에서 최신 값을 가질 수 있도록 하드웨어의 cache coherency(캐시 일관성)을 제공해야 한다.
• Cache coherency: 공유 리소스의 로컬 캐시에 저장된 데이터의 Integrity(무결성)
  • Integrity(무결성) : 데이터나 시스템이 변조되거나 손상되지 않은 상태를 의미
   

Cache Coherence

 

5.Protection and Security

multi-user, multi-processing system의 주요문제

• file, memory segment, CPU, and other resources대한 권한 부여 메카니즘

• Unique User ID, group ID가 모든 프로세스 및 리소스에 할당
• authentication(인증) 이 도용당할수있으므로 Protection이 충분하지않음

Security : 불법인증을 외부 및 내부 공격으로부터 방어

• 보안 문제는 최근 환경에서 매우 중요