운영체제 (기본 개념부터 동작 원리까지)

김덕수

김덕수
2018.03~현재한국기술교육대학교컴퓨터공학부교수
2014.07~2018.02한국과학기술정보연구원(KISTI)선임연구원
2014.08KAIST전산학박사

YouTube채널:https://www.youtube.com/@hpclab.koreatech4592

1장|컴퓨터시스템개요
1.1컴퓨터시스템개요
1.2프로세서(processor)
1.3메모리(memory)
주기억장치(mainmemory)
캐시(cache)
1.4시스템버스(systembus)
1.5주변장치
1.6연습문제

2장|운영체제개요
2.1운영체제의역할
사용자편리성제공
시스템효율성향상
시스템보호
2.2운영체제의구분
동시사용자수에따른분류
동시실행프로세스수에따른분류
작업수행방식에따른분류
2.3운영체제의구조
운영체제구성요소
운영체제구조
2.4운영체제의기능
프로세스관리(processmanagement)
프로세서관리(processormanagement)
메모리관리(memorymanagement)
파일관리(filemanagement)
입출력관리(I/Omanagement)
보조기억장치및주변장치관리
2.5연습문제

3장|프로세스관리
3.1프로세스개요
3.2프로세스상태
생성상태(createdstate)
준비상태(readystate)
실행상태(runningstate)
차단된/대기상태(blocked/asleepstate)
중지된상태(suspendedstate)
종료/좀비상태(terminated/zombiestate)
3.3문맥교환(contextswitch)
3.4인터럽트(interrupt)
3.5연습문제

4장|스레드
4.1스레드의개념
4.2스레드의구현
사용자수준스레드
커널수준스레드
혼합형스레드
4.3연습문제

5장|프로세스스케줄링
5.1스케줄링의목적
5.2스케줄링기준및정책
스케줄링기준
스케줄링단계
스케줄링정책
5.3프로세스스케줄링알고리즘
FCFS(선입선출)스케줄링
라운드로빈(RR)스케줄링
SPN스케줄링
SRTN스케줄링
HRRN스케줄링
MLQ스케줄링
MFQ스케줄링
5.4연습문제

6장|동기화와상호배제
6.1병행프로세스와임계영역
병행프로세스
공유자원과임계영역
경쟁상태
6.2동기화와상호배제
동기화
상호배제구현
6.3소프트웨어적해결방법
데커(Dekker)알고리즘
피터슨(Peterson)알고리즘
다익스트라(Dijkstra)알고리즘
소프트웨어적해결방법의단점
6.4하드웨어적해결방법-TAS명령어
6.5운영체제지원소프트웨어적해결방법
스핀락(spinlock)
세마포어(semaphore)
이벤트카운트와시퀀서(event-count&sequencer)
6.6언어레벨해결방법-모니터(monitor)
자원할당문제
생산자-소비자(producer-consumer)문제-버퍼크기가N인경우
식사하는철학자(diningphilosopher)문제
6.7연습문제

7장|교착상태
7.1교착상태와자원
자원의종류
교착상태와자원의종류
7.2교착상태모델
교착상태발생의예
그래프모델(graphmodel)
상태전이모델(statetransitionmodel)
교착상태발생필요조건
7.3교착상태예방
독점할당자원조건제거
선점불가자원조건제거
보유및대기조건제거
순환대기조건제거
7.4교착상태회피
안전상태(safestate)와불안전상태(unsafestate)
은행원알고리즘(banker’salgorithm)
하버만알고리즘(Harbermann’salgorithm)
7.5교착상태탐지및복구
교착상태탐지(deadlockdetection)
교착상태복구(deadlockrecovery)
7.6연습문제

8장|메모리관리
8.1배경지식
메모리계층구조
물리주소와논리주소
주소바인딩
스와핑(swapping)
8.2메모리할당방법
8.3단일프로그래밍환경의메모리할당
경계레지스터
메모리오버레이
8.4다중프로그래밍환경에서의메모리할당
고정분할다중프로그래밍(FPM)
가변분할다중프로그래밍(VPM)
8.5연습문제

9장|가상메모리
9.1가상메모리와주소매핑
9.2페이징시스템
페이징시스템의특징
페이징시스템의주소매핑
페이징시스템의메모리관리
페이지공유및보호
9.3세그먼테이션시스템
세그먼테이션시스템의특징
세그먼테이션시스템의주소매핑
세그먼테이션시스템의메모리관리
세그먼트공유및보호
9.4하이브리드페이징/세그먼테이션시스템
페이징시스템vs세그먼테이션시스템
하이브리드페이징/세그먼테이션시스템
하이브리드페이징/세그먼테이션시스템의
주소매핑
9.5연습문제

10장|가상메모리관리
10.1가상메모리관리기본요소
비용모델
하드웨어컴포넌트
소프트웨어컴포넌트
10.2교체전략
지역성과페이지참조
고정할당에서의페이지교체전략
가변할당에서의페이지교체전략
10.3기타고려사항
페이지크기
프로그램재구성
TLB도달범위
10.4연습문제

11장|파일시스템
11.1디스크시스템
디스크시스템의물리적구조
디스크주소
11.2파일시스템
파일(file)
파티션과디렉터리
마운팅(mounting)
11.3디렉터리구조
단일디렉터리구조(flatdirectorystructure)
2단계디렉터리구조(2-leveldirectorystructure)
계층적디렉터리구조(hierarchicaldirectorystructure)
비순환그래프디렉터리구조(acyclicgraphdirectorystructure)
일반그래프디렉터리구조(generalgraphdirectorystructure)
11.4파일보호
파일보호개요
접근행렬기법
11.5디스크공간관리
디스크공간할당방법
디스크빈공간관리
11.6연습문제

12장|입출력시스템과디스크관리
12.1입출력시스템
입출력메커니즘
운영체제의입출력서비스
12.2디스크스케줄링
디스크스케줄링개요
탐색시간최적화스케줄링
회전지연시간최적화스케줄링
최소위치지정시간우선스케줄링
12.3RAID구조
RAID개요
RAID레벨
12.4연습문제

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필수개념의이해

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핵심요약을통한복습

-step3-
핵심개념을되새기기위한
연습문제