컴퓨터 시스템 구조 각각의 디바이스를 통제하는 것은 CPU의 역할이 아니라 각각에 붙어있는 Device Controller의 역할임 / 작은 CPU와 같은 역할을 함 CPU의 작업 공간이 Memory인 것처럼 각각의 디바이스의 작업공간을 Local Buffer라고 함 CPU 안에는 메모리보다 빠르면서 정보를 저장할 수 있는 작은 공간인 Register가 있음 CPU안에 Mode bit이 있는데, CPU에서 실행되고 있는 것이 운영체제인지, 사용자 프로그램인지 구분하는 역할을 함 CPU는 Memory에 있는 다음 명령을 가져와서 처리하는 작업을 반복함. 그 과정 중에 디바이스에서 scanf같은 Input 요청 등이 들어오면 CPU 는 각각의 컨트롤러 에게 작업을 지시함. 그리고 그 결과는 Interrupt

동기식 입출력 비동기식 입출력 동기식 입출력 : I/O를 요청한 후에 I/O 장치로부터 작업이 완료된 후에야 사용자 프로그램이 다른 일을 할 수 있는 것 비동기식 입출력 : I/O를 요청한 후에 작업이 끝나기를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램에 즉시 넘어가는 것 작업이 끝났다는 것은 인터럽트를 통해서 알려줌 구현 방법 1 : CPU도 낭비지만 하나의 I/O장치가 하나의 작업 밖에 못함 구현 방법 2 : I/O를 요청한 프로그램은 어차피 일을 못하니까 그 프로그램을 제외하고 다른 프로그램에 CPU를 넘겨줌 DMA (Direct Memory Access) 서로 다른 입출력 명령어 방식1 : Memory Address를 통해 메모리에 접근하고, 별도의 Device Address를 통해 Device에 접근하

CPU 스케줄링은 CPU와 I/O 버스트의 개념을 다루며, 다양한 스케줄링 알고리즘(FCFS, SJF, Priority Scheduling, Round Robin 등)을 통해 프로세스의 효율적인 실행을 목표로 한다. 각 알고리즘은 대기 시간, 응답 시간, 처리량 등을 최적화하는 방식으로 작동하며, 멀티레벨 큐와 피드백 큐를 통해 프로세스의 우선순위를 조정할 수 있다.

프로세스는 CPU의 상태에 따라 Running, Ready, Blocked, New, Terminated로 나뉘며, PCB를 통해 관리된다. 문맥 교환은 프로세스 간 CPU를 전환하는 과정으로, 스케줄러는 프로세스의 실행 순서를 결정한다. Blocked 상태는 작업 대기 중이며, Suspended 상태는 외부에서 정지된 상태를 의미한다.

데이터 접근 시 경쟁 상태가 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위해 프로세스 간 실행 순서를 정하고 Lock을 사용하는 것이 중요하다. 커널 모드에서의 Context Switch와 인터럽트 처리 시 Race Condition을 방지하기 위한 방법도 설명된다.

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