운영체제

공유 자원(Shared Resource)의 개념과 필요성공유 자원(Shared Resource)이란 둘 이상의 프로세스 또는 스레드가 동시에 접근 가능한 시스템 자원을 말합니다. 예를 들어 다음과 같은 것들이 대표적인 공유 자원입니다.메모리 변수파일프린터네트워크 포트데이터베이스 레코드공유 자원은 시스템 자원의 효율적인 활용을 위해 필수적이지만, 동시에 접근 시 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제가 바로 경쟁 상태(Race Condition)의 근본 원인이 됩니다.경쟁 상태(Race Condition)의 개념과 발생 원인경쟁 상태란 둘 이상의 스레드 또는 프로세스가 동시에 공유 자원에 접근할 때, 실행 순서에 따라 프로그램의 결과가 달라지는 상황을 의미합니다.경쟁 상태가 발생하는 이유스레드가 동시에 ..

IPC(프로세스 간 통신)의 개념과 필요성IPC(Inter Process Communication)는 운영체제에서 서로 다른 프로세스 간에 데이터를 주고받기 위해 사용하는 메커니즘입니다.현대 운영체제에서는 하나의 프로그램이 여러 프로세스로 나뉘어 실행되는 경우가 많습니다. 이들 프로세스는 독립된 메모리 공간을 가지므로, 직접적으로 데이터를 공유할 수 없습니다.따라서 데이터 공유, 명령 전달, 작업 협업을 위해 IPC가 필요합니다. 특히 멀티프로세스 시스템, 클라이언트-서버 구조, 분산 시스템에서는 IPC가 핵심 요소입니다.IPC가 필요한 주요 상황다중 프로세스 서버 아키텍처: 각 프로세스가 요청을 분담하여 처리할 때 결과 통합 필요데이터 파이프라인: 데이터 처리의 흐름이 여러 프로세스에 걸쳐 있을 경우디..

멀티프로세싱(Multiprocessing)의 개념과 사용 목적멀티프로세싱은 여러 개의 프로세스를 생성하여 동시에 실행함으로써 병렬성을 구현하는 방식입니다.각 프로세스는 별도의 메모리 공간과 자원을 가지며, 운영체제에서 완전히 독립적으로 관리됩니다.멀티프로세싱이 필요한 이유병렬 처리(Parallel Processing): 여러 CPU나 코어를 활용해 성능 극대화안정성 향상: 하나의 프로세스가 예외로 종료되더라도 다른 프로세스에는 영향 없음멀티코어 CPU의 활용 극대화: 각 프로세스가 독립적으로 실행 가능멀티스레딩(Multithreading)의 개념과 필요성멀티스레딩은 하나의 프로세스 내에서 여러 스레드를 생성해 동시에 실행하는 방식입니다.스레드는 프로세스의 코드, 데이터, 힙 영역을 공유하며, 레지스터와 ..

프로세스의 상태와 상태 전이에 대한 상세 설명운영체제는 프로세스(Process)를 관리하기 위해 여러 상태로 구분하고, 이 상태들을 전이시켜가며 효율적으로 CPU와 시스템 자원을 분배합니다. 프로세스 상태(Process State)는 각 프로세스의 실행 상황을 정의하는 논리적 구분입니다.프로세스 상태의 종류와 상세 설명운영체제의 종류나 구현 방식에 따라 세부 상태가 다를 수 있으나, 대표적으로 사용되는 기본 상태는 다음과 같습니다.1. New (생성 상태)프로세스가 생성 중인 상태입니다.이 단계에서는 PCB가 할당되고 초기화되며, 준비 큐(Ready Queue)에 들어갈 준비를 합니다.2. Ready (준비 상태)실행할 준비가 완료되었으나, CPU를 할당받지 못해 대기 중인 상태입니다.여러 프로세스가 R..

PCB(Process Control Block)의 개념과 존재 이유PCB는 운영체제가 각 프로세스를 관리하기 위해 사용하는 핵심 자료 구조입니다.운영체제는 동시에 여러 프로세스를 관리해야 하며, 이를 위해 각 프로세스의 상태, 정보, 자원 등을 저장해두어야 합니다. 이 역할을 수행하는 것이 바로 PCB입니다.PCB는 프로세스가 생성될 때마다 생성되며, 해당 프로세스가 종료될 때까지 운영체제에 의해 지속적으로 참조됩니다.실제 실무에서는 디버깅, 스케줄링, 성능 분석, 프로세스 추적 등 다양한 작업에서 PCB의 개념이 간접적으로 활용되며, 커널 수준에서 프로세스 정보를 처리할 때 핵심적인 역할을 합니다.PCB에 저장되는 주요 정보 항목PCB는 다음과 같은 필수 정보를 저장합니다.1. 프로세스 식별자(Proc..

프로세스 메모리 구조의 개념프로세스의 메모리 구조란, 하나의 프로세스가 실행되기 위해 운영 체제가 해당 프로세스에 할당하는 메모리 영역을 의미합니다. 운영 체제는 프로세스의 실행을 위해 특정한 메모리 공간을 다음과 같은 논리적 영역으로 나누어 관리합니다: 코드 영역, 데이터 영역, 힙 영역, 스택 영역 등.이러한 메모리 구조는 프로세스의 독립성과 보안성 확보, 효율적인 자원 관리, 그리고 멀티태스킹 환경에서의 충돌 방지를 위해 매우 중요합니다.실제 개발 및 실무에서는 메모리 누수, 스택 오버플로우, 동적 메모리 관리 문제 등과 직결되기 때문에, 시스템 개발자뿐 아니라 백엔드, 임베디드 개발자들도 반드시 이해하고 있어야 하는 핵심 개념입니다.프로세스 메모리 구조의 논리적 구성 요소 상세 설명운영 체제는 각..