한정된 메모리 공간을 어떻게 하면 효율적으로 관리할 수 있을까? CPU는 2차 메모리 즉 저장장치에 직접 접근할 수 없으며 필요한 데이터를 메인 메모리에서 가져와야 합니다. 하지만 메모리 공간은 한정적입니다. 여러 개의 프로그램을 동시에 실행해야 하는 운영체제는 한정적인 메모리 공간을 최대한 효율적으로 관리해서 CPU에게 필요한 데이터를 빨리 제공해야 하는 것이 목표입니다. CPU는 주소 값을 통해 메모리에 접근하기 때문에 주소 공간에 대해 먼저 알아봅시다. 주소 공간(Address Space) 운영체제에서 주소 공간이란 프로세스가 접근할 수 있는 메모리 주소 범위를 의미합니다. 각 메모리 주소는 1 바이트(8 비트)를 가리키며, 주소 하나가 비트가 아니라 8비트 (1바이트) 단위를 식별합니다. 위의 그림

요구 페이징 요구 페이징은 프로그램 실행 시 프로세스를 구성하는 모든 페이지를 한꺼번에 올리는 것이 아니라 당장 사용할 페이지만 메모리에 올리는 방식입니다. 따라서 특정 페이지에 대한 요청이 CPU로부터 들어온 후에 해당 페이지를 메모리에 적재합니다. 요구 페이징은 당장 필요한 페이지만 메모리에 적재하기 때문에 메모리 사용량이 감소하고 프로세스 전체를 메모리에 올리는 데 소요되는 입출력 오버헤드를 줄입니다. 추가적으로 물리적 메모리의 용량 제약을 벗어나 물리적 메모리보다 더 큰 프로그램도 실행할 수 있습니다. 각 페이지가 메모리에 존재하는지 여부를 판단하기 위해 요구 페이징에서 유효-무효 비트(Valid-InValid Bit) 를 표시합니다. 이러한 비트는 각 프로세스를 구성하는 모든 페이지에 존재해야 하

파일과 파일 시스템 파일 (File) 파일은 컴퓨터에서 데이터를 저장하기 위한 논리적인 단위입니다. 텍스트, 이미지, 비디오, 오디오, 프로그램 실행 파일 등 다양한 데이터 형식이 파일로 저장됩니다. 운영체제는 다양한 저장장치를 File이라는 논리적 단위로 볼 수 있게 해줍니다. 메타데이터 (Metadata; File Attribute) 메타데이터는 파일 자체의 내용이 아니라 파일을 관리하기 위한 각종 정보들의 집합입니다. 파일 이름, 유형, 저장된 위치, 파일 사이즈와 같은 정보 뿐만 아니라 읽기/쓰기/실행에 대한 접근 권한과 생성 시간/변경 시간/사용 시간, 소유자 등의 정보까지 기록되어 있습니다. 파일 시스템 파일 시스템은 운영체제에서 파일을 관리하는 소프트웨어 구현부로 하드 디스크, SSD와 같은

디스크 구조 디스크는 대용량 데이터를 영구적으로 저장하는 대표적인 저장 장치입니다. 이차 메모리라고도 합니다. 디스크의 물리적 구조 HDD는 여러 개의 자기 디스크 플래터로 구성되며, 각 플래터는 양면에 데이터를 저장할 수 있습니다. 플래터는 고속으로 회전하며, 데이터를 읽고 쓰기 위해 디스크 헤드(head)가 움직입니다. 디스크의 주요 구성 요소 플래터(Platter) 트랙(Track) 섹터(Sector) 실린더(Cylinder) 디스크 헤드(Head) 암(Arm) 스핀들(Spindle) 디스크의 논리적 구조 운영 체제는 디스크의 물리적 구조를 기반으로 데이터를 저장하고 관리합니다. 디스크의 논리적 구조는 블록 단위로 데이터를 관리하며, 블록은 디스크의 섹터와 관계됩니다. 블록(Block) 파일 시스템(F