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Top 명령어 단축키

· 약 1분

top 명령어는 자주 치는 명령어지만 예쁘게 소팅하기란 쉽지 않다.

단축키

단축키내용
spacebar화면 즉시 업데이트
M현재 상주 메모리 사용량에 따라 분류
T전체 누적 CPU 사용량에 따라 분류
P현재 CPU 사용량(디폴트 값)에 따라 분류
c프로세스 경로 표시
u오로지 한 사용자의 프로세스만 보여줌
f다른 종류의 통계 자료가 나타나도록 선택
?모든 top 명령에 대한 사용법의 개요를 보여준다.

/etc/passwd 파일 구조

· 약 1분

구조

로그인명:비빌번호:사용자 ID:그룹 ID:실제 유저명:홈 디렉토리:쉘

  • 예시: root0:0:superuser:/root:/bin/bash
  • 주석이나 공백은 허용되지 않는다.

비밀번호 필드

  • x 표시: 암호화된 비밀번호가 /etc/shadow 파일에 저장되어 있다는 것
  • * 표시: 로그인할 수 없는 사용자
  • 공백: 로그인시 비밀번호가 필요 없음

비밀번호 변경

  • passwd 명령어는 누구나 알지만
  • vipw 로 /etc/passwd 파일을 통째로 편집 가능

Redis Flush가 안 될 경우 전체 캐시 비우기

· 약 1분

FLUSH 명령어는 보안상 empty 값으로 대체되어있는 경우가 많은데, 이 경우 전체를 비우는 명령어가 없어서 편법을 써야한다.

해결

redis-cli -a '비밀번호' KEYS "*" | xargs redis-cli -a '비밀번호' DEL

이 명령은 모든 키 리스트를 가져와 하나씩 지워준다.

Vue multi page app에서 코드가 미리보이는 현상 제거

· 약 1분

뷰에 데이터가 바인딩 되기전 {{태그}} 구문이 보일 때 다음과 같이 하면 된다.

해결

v-cloak api에 자세하게 나와있다.

<!-- vue가 바인딩 될 영역에 v-cloak attribute를 추가한다 -->
<div id="vue_area" v-cloak></div>
[v-cloak] {
display: none;
}

더 멋진 방법

로딩시에 content 영역에 loading...이라는 문구를 찍어주는 방법으로 여기에 자세히 설명되어있다.

[v-cloak] > * {
display: none;
}
[v-cloak]::before {
content: "loading...";
}

Laravel 5.5에 JWT (Json Web Token) Auth 추가하기

· 약 3분

검색해 나온 포스트들은 5.4버전에 대해서만 나와있어서, 5.5에서는 아무짝에 쓸모가 없었다. 라라벨에서 좃인증을 시작해보자.

설치

jwt-auth

171103 기준으로 dev-develop 버전의 패키지를 설치해야한다.

composer require tymon/jwt-auth:1.0.0-rc.1

service provider 등록

config/app.php
<?php

'providers' => [
...
Tymon\JWTAuth\Providers\LaravelServiceProvider::class,
],

'alias' => [
...
'JWTAuth' => Tymon\JWTAuth\Facades\JWTAuth::class
],

설정파일 publish

php artisan vendor:publish --provider="Tymon\JWTAuth\Providers\LaravelServiceProvider" --force

secret key 생성

php artisan jwt:secret

연동

API Route 설정

API 가드와 유저 모델을 설정하다.

config/auth.php
<?php
return [
'defaults' => [
'guard' => 'api', // 기본 가드를 api로 변경
'passwords' => 'users',
],

'guards' => [
...
'api' => [
'driver' => 'jwt', // api 가드를 jwt 인증을 사용
'provider' => 'users',
],
],

'providers' => [
'users' => [
'driver' => 'eloquent',
'model' => App\Models\Member::class, // 유저 모델을 해당 모델로 변경
],
],
...
];

Member Model 설정

app/Models/Member.php
<?php
...
// jwt를 모델에서 사용하기 위해 추가한다.
use Illuminate\Foundation\Auth\User as Authenticatable;
use Tymon\JWTAuth\Contracts\JWTSubject;
...

class Member extends Authenticatable implements JWTSubject
{
// 아래 두 메소드가 구현되어야 실행된다.
public function getJWTIdentifier() {
return $this->getKey();
}

public function getJWTCustomClaims() {
return [];
}
}

사용하기

login

app/Http/MemberController.php
<?php
public function login(Request $request) {
$credentials = $this->validate($request, [
'id' => 'required|string',
'password' => 'required|string'
]);

if ($token = $this->guard()->attempt($credentials)) {
return $this->respondWithToken($token);
}

return response()->json(['message' => 'Unauthorized'], 401);
}

protected function respondWithToken($token) {
return response()->json([
'access_token' => $token,
'token_type' => 'bearer',
'expires_in' => $this->guard()->factory()->getTTL() * 60
]);
}

public function guard() {
return Auth::guard();
}

Authorized Routes

Accept Header

application/json 로 설정해야 오류가 예쁘게 반환된다.

token 태우기

## header 이용한 방법
Authorization: Bearer yourtokens...

## Querystring으로도 인증 가능
https://gracefullight.github.io/me?token=yourtokens...

routes

routes/api.php
Route::group(['middleware' => 'auth:api'], function() {
Route::get('member/logout', 'MemberController@logout');
Route::get('member/me', 'MemberController@me');
});

logout

app/Http/MemberController.php
<?php
public function logout(Request $request) {
$this->guard()->logout();
return response(null, 204);
}

refresh

refresh는 auth:api 미들웨어 없이 처리되어야한다.

app/Http/MemberController.php
<?php
public function refresh() {
return $this->respondWithToken($this->guard()->refresh());
}

여담

Expired거나 Unauthoriezed경우 status code로 체크하면 된다. 5.5버전 메뉴얼이 부족하다.

Docker jenkins 설치시 permission 오류

· 약 1분

run시에 젠킨스가 올라가지 않고 /var/jenkins/home에 파일 퍼미션 오류가 발생할 때 다음과 같이 해결하면 된다.

해결

마운트한 볼륨에 1000 유저 권한을 준다. (jenkins의 uid는 1000) docker hub에 나와있는 내용이긴 한다.

chown 1000 {볼륨 경로}

AWS Cli S3 파일 업로드

· 약 1분

웹 상에서 파일을 업로드할 때 md5 checksum 오류가 발생해 파일이 전체가 다 안 올라가는 경우도 있고, 세션이 만료되 올라가는 도중에 끊기기도 하는 것 같다.

업로드 방법

업로드 할 bucket 의 이름을 조회한다.

aws s3 ls

앞이 복사할 폴더이고 뒤가 파일이 복사될 s3 bucket 경로이다.

aws s3 cp ./ s3://{bucket_name}/{path}/ --recursive --exclude "*.mp4" --acl public-read

mp4 를 제외한 폴더의 모든 하위 파일들을 public-read 권한으로 업로드했다.

옵션 확인

cli docs에서 디테일한 옵션은 확인 가능하다.

운영체제

· 약 51분

운영체제

  • 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스 제공

목적

  • 하드웨어를 효율적 사용하도록 성능 향상
  • UI 제공
  • 성능요소
    • 처리율
    • 응답시간
    • 사용가능도
    • 신뢰도

제어프로그램

  • 감시 프로그램
  • 데이터 관리 프로그램
  • 작업 제어 프로그램

처리 프로그램

  • 언어번역 프로그램
  • 서비스 프로그램
  • 문제 프로그램

구성 요소

  • 프로세스 관리
  • 주기억장치 관리
  • 보조기억장치 관리
  • 입출력 관리
  • 파일 관리

프로세스 기능

  • 생성 및 소멸
  • 동기화
  • 일시중지 및 재실행
  • 프로세스 간 통신
  • 보호 시스템
  • 네트워크 관리
  • 명령해석 시스템

종류

  • 일괄처리 시스템
  • 실시간 시스템
  • 시분할 시스템
  • 다중 프로그램 시스템: 여러 개의 프로갦이 동시에 실행되는 것처럼 처리하는 방식
  • 다중 처리 시스템: 동시에 프로그램을 수행할 수 있는 CPU를 여러 개 두고 각각 분담하여 처리하는 방식
  • 분산처리 시스템
  • 결함허용 시스템: 시스템 일부가 고장나더라도 전체 시스템은 계속 가동할 수 있는 시스템

발달 과정

  • 50년대: 일괄 처리 시스템
  • 60년대: 다중 프로그래밍, 멀티 프로그래밍, 시분할, 실시간 처리 시스템
  • 70년대: 멀티모드 시분할 시스템
  • 80년대: 병렬 프로그램 실행, 펌웨어
  • 90년대: GUI
  • 00년대: 64bit

입출력장치 발전추세

프로그램에 의한 입출력

  • CPU에서 실행되는 프로그램에 의해 입출력을 직접 제어
  • CPU는 입출력장치에 명령을 보낸 후 동작이 완료될 때까지 대기
  • CPU는 주기적으로 주변장치의 상태를 반복적으로 검사하는 폴링 방식
  • 자원낭비가 발생

인터럽트 처리에 의한 입출력

  • 입출력 인터페이스가 주변장치의 상태를 검사하여 준비상태가 되면 인터럽트 신호 발생
  • 프로그램 상태를 스택에 저장한 후 문맥교환 과정을 통해 인터럽트 서비스 프로그램을 수행
  • 주변장치에 명령을 보낸 후 결과가 올 때까지 CPU는 다른 작업을 수행할 수 있어 효율이 높다.

DMA

  • 직접 메모리 접근 입출력
  • CPU는 상태정보, 제어정보만을 교환하게 하고 데이터 전송은 주변장치와 기억장치 간에 직접 교환하게 하는 방식
  • 시스템 버스상에 모듈이 하나 추가되어야 한다.
  • CPU를 통하지 않고 한 번에 한 단어씩 직접 기억장치로부터 모든 데이터 블록을 전송한다.
  • 전송이 완료되면 DMA모듈은 CPU에게 인터럽트 신호를 보내고 CPU는 전송의 시작과 끝 부분에만 관여한다.
  • 사이클 스틸링: 버스를 사용하기 위해 CPU의 동작을 일시적으로 중단시키는 기법

채널

  • DMA 개념을 확장하여 구현한 입출력만을 위한 전용 처리장치
  • CPU처럼 독자적으로 주기억장치에 저장된 명령어를 처리할 수 있는 프로세스

종류

  • 선택 채널: 채널 하나를 하나의 입출력장치가 독점해서 사용하는 방식
  • 멀티플렉서 채널: 한 채널에 여러 개의 입출력장치를 연결하여 시분할 공유방식으로 입출력하는 저속 입출력 방식
  • 블록 멀티플렉서 채널: 셀렉터 채널과 멀티플렉서 채널 방식을 결합한 방식

기억장치 인터리빙

  • 인접한 메모리 위치를 서로 다른 뱅크에 둠으로 동시에 여러 곳에 접근할 수 있게 한다.
  • 주기억장치의 구조적 개선으로 접근속도를 개선시키는 방법
  • MAR과 MBR을 연결한 것을 기억모듈이라고 한다.
  • 블록단위 전송이 가능하므로 DMA에서 많이 사용한다.

재배치 레지스터

  • 수행 중인 프로그램을 다른 곳으로 옮길 수 있도록 하는 레지스터
  • 주기억장치 내 프로그램의 기준 주소가 이 레지스터에 기억된다.
  • 기준 레지스터 = 재배치 레지스터

폴링

  • CPU가 특정 이벤트를 처리하기 위해 그 이벤트가 발생할 때까지 모든 연산을 모니터링하는데 쓴다.
  • 단일 이벤트에 대해서는 유용하지만 프로그램이 길어지게 되면 그만큼 CPU 자원을 낭비하게 된다.

버퍼링

  • 속도 차를 줄이기 위해 중간에서 데이터를 일시적으로 기억장소에 축적하는 방법
  • CPU와 저속 입출력장치의 작동속도를 조정한다.

단일 버퍼링

  • 주기억장치 일부를 버퍼로 사용한다.
  • 버퍼가 채워지거나 비워지는 동안 CPU는 다른 작업을 할 수 없다.

이중 버퍼링

  • 2개의 버퍼를 이용해 단일 버퍼링의 단점을 보완하고 입출력과 CPU의 처리성능을 높이는 방법
  • 입출력작업과 처리작업을 동시에 처리할 수 있다.

환형 버퍼링

  • 여러 개의 버퍼를 원형으로 구성하여 수행하는 방식
  • CPU와 채널은 동시에 버퍼를 채우거나 비우는 일을 독립적으로 수행한다.
  • 버퍼의 생산과 소비를 위해 버퍼의 수를 결정하는 게 성능에 매우 중요하다. (환형이기에)

보조기억장치

  • SASD: 순차 기억장치 => 테이프
  • DASD: 직접 접근 기억장치 => 나머지

광디스크

  • CD-ROM: 650MB
  • DVD: 4.7~17GB
  • WORM Disk: write once read memory => CD-R

디스크 용어

  • 트랙: 디스크의 회전축을 중심으로 만들어진 동심원
  • 섹터: 트랙을 몇 개의 부채꼴 모양으로 나눈 구간
  • 실린더: 디스크의 중심축으로부터 동일선상에 위치한 동일 트랙들의 모임
  • 클러스터: 여러 개의 섹터를 하나로 묶은 단위, 하드디스크에서 데이터를 저장하기 위한 기본 단위
  • 파일할당 테이블: 디스크에 저장되어 있는 각각의 파일들에 대한 정보를 저장한 테이블
  • TPI: Track per Inch, 1인치 당 트랙의 수

보조기억장치 속도

  • 레지스터 > 캐시 > 주기억장치 > 보조기억장치
  • 자기드럼 > 하드디스크 > 광디스크 > 플로피디스크 > 자기테이프

입출력 채널

  • IOP: Input Output Processor
  • 입출력작업이 끝나면 CPU에게 인터럽트로 알려주며 입출력장치와 주기억장치 간의 속도 차이를 해결

채널의 기능

  • 입출력 명령 해독
  • 각각의 입출력장치에 명령 지시
  • 지시된 입출력 명령의 실행을 제어

채널의 종류

셀렉터 채널

  • 고속 입출력장치에 적합한 채널
  • 입출력장치를 1:1로 전담
  • 블록 단위 전송

멀티플렉서 채널

  • 저속의 입출력장치 여러 개를 동시에 제어하는 채널
  • 바이트 단위의 전송

블록 멀티플렉서 채널

  • 여러 대의 고속 입출력장치를 블록단위로 처리

DMA

사이클 스틸링

  • CPU가 메모리에서 명령어를 fetch하여 execute cycle 중에 있을 때 CPU가 메모리를 사용하지 않는 시간을 이용해 DMA를 행한다.
  • 상태보존을 하지 않는다.

폴링은 주변장치의 상태보존을 하지 않음, 프로그램 제어하의 직접 입출력 방식

주소 지정방식

  • 묵시적
  • 즉시 주소 지정: 데이터가 명령어에 바로 있음
  • 레지스터 주조 지정: 오퍼랜드가 메인 메모리의 주소가 아닌 레지스터를 참조
  • 직접 주소 지정: 오퍼랜드에 실제 주소
  • 레지스터 간접 주소 지정: 메모리 위치가 기억된 레지스터를 참조
  • 인덱스 주소 지정: 오퍼랜드와 인덱스 레지스터의 내용이 더해져 유효번지가 결정
  • 베이스 레지스터 주소 지정: 오퍼랜드와 베이스 레지스터 내용이 더해져 유효번지가 결정
  • 상대 주소 지정: 오퍼랜드와 프로그램 카운터가 더해져 유효번지 결정
  • 간접 주소 지정: 오퍼랜드가 메모리 내의 주소를 참조하여 유효번지를 계산해 메모리에 접근, 2번 메모리 참조

가상 기억장치

  • 보조기억장치의 일부분을 주기억장치처럼 사용하는 것
  • 매핑이 필요하다.

가상기억장치 구현방법

페이징

  • 내부단편화 발생 가능

세그먼테이션

  • 논리적 단위
  • 기억장치 보호키 필요
  • 외부단편화 발생 가능

스풀링

  • 입출력할 데이터를 직접 I/O 장치로 보내지 않고 디스크에 모았다가 한꺼번에 입출력을 처리하는 방식
  • CPU와 입출력장치의 처리속도 차이에서 오는 대기 시간을 줄이기 위해 고안
  • 버퍼와 비슷한 개념

컴파일러

  • 고급 언어 프로그램을 목적프로그램으로 번역한 후 링킹작업을 통해 컴퓨터에서 실행 가능한 실행프로그램을 생성

인터프리터

  • 고급 언어 프로그램을 한 줄 단위로 받아들여 번역하고 번역과 동시에 프로그램을 한 줄 단위로 즉시 실행시키는 프로그램
  • 컴파일러에 비해 느리다.

절대로더

  • 번역된 목적프로그램을 입력으로 받아들인 간단한 로더
  • 기억장소 할당이나 연결을 사용자가 직업 지정
  • 프로그래머가 절대 주소를 기억해야 한다.
  • 다중 프로그래밍 방식에서 사용할 수 없음
  • 소규모
  • 모듈, 라이브러리 사용 불가

재배치 로더

  • 주기억장치의 상태에 따라 재배치 가능한 목적프로그램을 주기억장치의 임의 공간에 적재할 수 있도록 하는 로더

링킹 로더

  • 프로그램 적재 시에 필요한 프로그램들을 결합하여 2진 프로그램 이미지를 주기억장치에 적재

객체지향 운영체재

  • OOOS
  • 운영체재 개발에 객체지향 프로그래밍 적용
  • 객체: 모든 프로시저와 데이터를 묶어놓은 추상적 존재

펌웨어

  • 마이크로 명령어로 작성된 프로그램
  • 기계어 하부에 프로그래밍층을 형성

에뮬레이션

  • 일종의 한 하드웨어 시스템에 부가장치를 부착하여 다른 하드웨어를 모방하는 것
  • 하나의 컴퓨터가 다른 컴퓨터와 똑같이 행동하도록 만들어진 마이크로프로그래밍의 소프트웨어를 이용하는 기법

마이크로 다이어그노스틱스

  • 시스템의 고장진단을 마이크로 프로그래밍에 의해 수행하는 것

마이크로 커널

  • 운영체제의 커널 중에서 가장 기본적이고 핵심적인 기능만을 수행하는 부분만을 따로 구성한 모듈
  • 높은 수준의 모듈화 제공

바인딩

  • 프로그램 내에서 변수 등을 실제 값으로 배정하는 것
  • 명령문과 데이터를 주기억장치에 특정 위치로 옮기는 것

기억장치 구성

단일 프로그래밍 시스템

  • 주기억장치는 운영체제가 상주할 영역과 현재 수행될 사용자 프로그램이 적재될 영역으로 나뉜다.

다중 프로그래밍 시스템

  • 여러 개의 프로세스를 처리
  • 주기억장치 관리 기법이 필요하다.

연속 적재 방법

  • 연속된 공간에 할당

분산 적재 방법

  • 필요한 부분만 주기억장치에 적재하는 방법
  • 페이지나 세그먼트로 구성

단일 사용자 연속기억장치 할당

  • 주기억장치에 항상 한 프로그램만 적재된 가장 단순한 기법

상주모니터

  • CPU의 유휴시간을 극복하기 위해 작업의 묶음들을 자동으로 처리할 수 있는 운영체제
  • 한 프로그램에서 다른 프로그램으로 제어가 자동적으로 넘어가도록 하기 위해 기억장치에 상주
  • 입출력 시간동안 CPU는 유휴상태
  • 사용자 공간보다 큰 프로그램은 실행이 불가능

오버레이 기법

  • 주기억 장치 용량보다 더 큰 프로그램을 분할해 그 분할 된 프로그램을 순차적으로 같은 영역에 적재해 실행하는 방법
  • 디스크에 프로그램을 유지하고 운영체제에 의해 기억장치로 교체시키는 방법
  • 프로그램을 여러 개의 분할된 조각으로 나누는 일은 프로그래머가 담당

교체 기법

  • swipping
  • 충분하지 못한 주기억장치를 가진 시스템에서 여러 개의 프로그램이 하나의 메모리에서 실행될 수 있도록 하기 위해 사용하는 기법
  • swap out: 보조기억장치로 이동
  • swap in: 주기억장치로 이동
  • 오버레이 기능이 없으면 기억공간보다 작은 프로그램만 실행 가능

내부 단편화

  • 하나의 분할에 작업을 할당하고 남은 공간

외부 단편화

  • 대기 중인 작업보다 분할영역이 너무 적어 분할 전체가 빈 공간이 될 때

기억장치 통합

  • 인접된 공간을 하나의 공간으로 만드는 것

기억장치 집약

  • 여러 개의 기억공간들을 하나의 큰 기억공간으로 만드는 것

기억장치 배치 기법

  • 최적 적합
  • 최초 적합
  • 최악 적합

블록 사상

  • 가상기억장치 내의 작업을 블록단위로 사상하는 것

페이징 기법

직접사상

  • 페이지 사상테이블의 시작점 레지스터에 페이지 번호를 더해 주기억장치에서 그 페이지 시작주소를 구한 다음 변위를 더함으로 실주소를 계산한다.
  • 프로세스의 가상기억장치를 구성하는 모든 페이지에 대한 항목은 페이지 테이블에 존재

연관사상

  • 빠른 주소변환을 위해 고속의 연관기억장치를 이용해 페이지 사상표 전체를 넣는 방법

연관/직접사상

  • 연관기억장치에는 페이지 사상테이블 중 지역성 있는 페이지를 넣고, 나머지는 직접사상

세그먼테이션 기법

  • 가상주소를 분할형태가 일정한 배열이나 함수와 같은 논리적인 다양한 크기의 가변 단위로 주기억장치의 연속적인 공간에 적재하는 방법
  • 외부단편화 발생 가능
  • 순수 세그먼테이션 기법에서 가상주소 양식: 세그먼테이션 번호, 변위, 가상 주소
  • 세그먼 테이블 사상테이블 형식: R, W, E(xecute), A(append)

페이징/세그먼테이션 혼용

  • 세그먼트를 페이지화 하는 것
  • 가상주소형식이 3차원 요소로 구성: V = (s, p, d)
  • 세그먼트 번호, 페이지 번호, 변위
  • 세그먼트의 사상테이블의 항이 세그먼트 주소를 가지고 있지 않고 페이지 사상테이블의 기준주소를 가지고 있다.

페이지 사상테이블 항목

  • 페이지 존재 비트
  • 보조 기억장치 주소
  • 페이지 프레임 번호

페이지 호출 기법

요구 페이지 호출기법

  • 수행 중인 프로세스에 의해 호출된 페이지나 세그먼트를 주기억장치로 옮기는 전략
  • 호출된 페이지는 실제로 참조되는 페이지
  • 페이지를 할당받기 위해 대기시간이 길다.

예상 페이지 호출기법

  • 프로세스에 의해 요청될 페이지나 세그먼트를 미리 예측하여 프로세스가 요구하기 전에 주기억장치로 적재시키는 전략
  • 예측 결정이 올바라야 실행시간이 감소한다.

페이지 교체 기법

OPT

  • 최적 교체
  • 앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지를 교체하는 기법
  • 실현 가능성이 없다.

무작위 페이지 교체

  • 무작위로 교체
  • 오버헤드가 적다.

FIFO

LRU

  • Least Recently Used
  • 최근에 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체
  • 계수기나 스택을 두어 계산한다.
  • 스택 알고리즘

LFU

  • Least Frequently Used
  • 사용빈도가 가장 적은 페이지를 교체하는 기법
  • 프로그램 실행 초기에 많이 사용된 페이지가 나중에도 프레임을 계속 차지할 수 있다.

NUR

  • Not Used Recently
  • 최근에 사용하지 않은 페이지를 교체하는 기법
  • 각 페이지마다 참조 비트와 변형 비트를 사용

클록 페이지 교체

  • 원형 리스트를 사용해 페이지를 배열시켜 놓고 리스트의 포인터가 시계바늘이 돌아가는 것처럼 그 원형 리스트로 돌아가게 되는 것

SCR

  • 2차 기회 페이지 교체
  • 가장 오랫동안 주기억장치에 있던 페이지 중 자주 사용되는 페이지의 교체를 방지하기 위한 것
  • FIFO 기법의 단점을 보완한 기법
  • Second Chance 기법
  • 각 페이지마다 참조 비트를 두고 1일 경우 참조 비트를 0으로 바꿔 FIFO 리스트의 맨 마지막으로 이동시킨다.

시간 국부성

  • 참조되는 기억장소가 가까운 미래에 계속 참조될 수 있다.
  • 반복, 서부루틴, 스택, 계산, 집계

공간 국부성

  • 하나의 기억장소가 참조되면 그 근처의 기억장소가 계속 참조될 수 있다.
  • 배열 순회, 순차적 실행, 변수 집합

워킹 세트

  • 지역성(국부성)을 이용해 페이지 부재율을 감소시키기 위한 개념
  • 일정 시간 동안 자주 참조하는 페이지의 집합

스레싱

  • 페이지 부재가 비정상적으로 많이 발생하여 프로그램이 처리보다 페이지 교체에 많은 시간을 소비함으로 시스템 처리량이 급격히 저하되는 현상

페이지 부재

  • 프로세스 실행 시 참조할 페이지가 주기억장치에 없는 현상

페이지 크기

작을 경우

  • 효과적인 워킹세트 확보
  • 사상 테이블 크기 증가
  • 기억공간 낭비
  • 기억장치 효율을 좋다.

클 경우

  • 페이지 부재 수 최소화
  • 페이지 단편화 현상 초래
  • 사상 테이블 크기 감소
  • 입출력 효율 증가

요구 페이징 기법

  • 페이지의 요구가 있을 때 주기억장치에 적재하는 기법
  • 유효 또는 무효를 나타내는 비트가 페이지 사상테이블의 각 항목에 추가된다.

전역 교체

  • 프로세스가 교체할 프레임을 그 프레임이 현재 다른 프로세스에 할당되어 있어도 그에 상관없이 전체 프레임 중에서 하나를 선택하여 그 프레임을 사용할 수 있도록 해준다.
  • 한 프로세스에 할당된 프레임 수는 증가한다.
  • 자신의 페이지 부재율을 조정할 수 없다.

지역 교체

  • 각 프로세스가 그 프로세스에 할당된 프레임 중에서 하나를 선택해서 그 프레임을 사용할 수 있도록 해준다.
  • 프로세스에 할당된 프레임 수는 변하지 않는다.

프로세스

  • PCB를 가진 프로그램
  • 실기억장치에 저장된 프로그램
  • 프로시저가 활동 중인 실체
  • 비동기적 행위를 일으키는 주체
  • 운영체제가 관리하는 실행 단위

프로세스 스케줄러

  • 둘 이상의 프로세스가 적절히 실행될 수 있도록 컨트롤 한다.

작업 스케줄러

  • 작업의 운선순위, 리소스의 할당 등을 판단해 처리율을 높이는 작업을 한다.

프로세스 상태

  • 제출상태: submit
  • 보류상태: hold, 스풀러에 의해 디스크에 수록되어 있는 상태
  • 준비상태: ready, CPU가 사용가능한 상태, 처리를 기다리고 있는 상태
  • 실행상태: running, 프로세스를 수행 중
  • 대기상태: blocked, 입출력 처리가 끝날 때 까지 대기 큐에서 대기하는 상태
  • 완료상태: complete

프로세스 관리 모듈

  • 스풀러: 제출된 작업을 디스크에 수록하여 보류상태로 변환
  • 작업스케줄러: 보류 상태 작업들 중 실행될 작업을 선정
  • 프로세스 스케줄러: 여러 프로세스 중에서 실행될 프로세스를 선정
  • 트래픽 제어기: 모든 프로세스의 상태를 파악하고 프로세스 관리 및 상태변환을 수행하며 프로세스 간의 통신과 동기화를 조정

프로세스 제어 블록

  • PCB
  • 프로세스 생성시 만들어지며 모든 프로세스는 각기 고유의 PCB를 가진다.
  • 프로세스 식별자
  • 프로그램 카운터
  • 우선순위
  • 처리기 레지스터
  • 기억장치 관리정보
  • 입출력 정보
  • CPU 사용 시간, 시간 범위, 계정번호, 작업 번호 등

스레드

  • 프로세스는 스레드를 담는 공간
  • 실행점이 여러개
  • CPU가 하나인 시스템에서 병행실행 가능

스케줄러

장기 스케줄러

  • 작업 스케줄러
  • 디스크공간에 제출된 프로세스들을 선택하여 주기억장치로 적재하며 실행 빈도수가 적어 장기 스케줄링
  • 프로세스가 종료되어 시스템을 떠날 때만 새로운 프로세스를 생성하기 위해 호출

단기 스케줄러

  • CPU 스케줄러, 디스패쳐
  • 실행되어 있는 프로세스 중에서 한 프로세스를 선택하여 CPU를 할당

중기 스케줄러

  • CPU를 경쟁하는 프로세스들의 수를 줄여서 다중 프로그래밍의 정도를 완하하는 것

선점 스케줄링

  • 우선순위가 높은 다른 프로세스가 현재 프로세스를 중단시키고 자신이 CPU를 차지할 수 있는 기법
  • SRT, RR, 선점 우선순위, 다단계 큐, 다단계 피드백 큐
  • 시분할 시스템에 유용

비선점 스케줄링

  • 한 프로세스가 CPU를 할당 받으면 다른 프로세스는 CPU를 점유하지 못하는 기법
  • 우선순위, FIFO, SJF, HRN, 기한부 알고리즘
  • 모든 프로세스에 공정하고 응답시간이 예측 가능

스케줄링 알고리즘

기한부 스케줄링

  • 처리기 할당시간을 제한하여 작업 할당시간안에 반드시 종료되도록 하는 기법

우선순위 스케줄링 알고리즘

  • 우선순위가 높은 것에 먼저 CPU를 할당하는 방식
  • FIFO 원리
  • 기아현상 발생을 방지하기위해 우선순위를 높이는 에이징 기법이 있다.

FCFS

SJF

  • Shortest Job First
  • 작업 수행시간이 가장 짧다고 판단되는 것을 먼저 수행

SRT

  • 비선점 스케줄링인 SJF를 선점형태로 변경한 기법
  • Short Remaining Time
  • 가장 짧은 시간이 소요된다고 판단되는 프로세스를 먼저 수행
  • 더 짧다고 판단되는 프로세스가 큐에 들어오면 언제라도 선점된다.
  • 시분할 시스템에 유용

RR

  • 각 프로세스는 같은 크기의 CPU 시간을 할당받는다.
  • 시분할 방식에 효과적이다.
  • 할당시간이 크면 FCFS와 같고, 작은면 문맥교환 및 오버헤드가 자주 발생한다.

HRN

  • Highest Response Ratio Next
  • 실행시간이 긴 프로세스에 불리한 SJF 기법을 보완하기 위한 것
  • 대기시간과 서비스 시간을 사용한다.
  • 우선순위 = (대기시간 + 서비스시간) / 서비스 시간

FSS

  • Fair Share Scheduling
  • 프로세스들 집합 간에 프로세스의 스케줄링을 지원하며 UNIX 환경에서 서로 관계있는 사용자들에게 한정된 비용으로 시스템 자원을 사용할 수 있게 개발
  • 사용자들은 그룹 짓는데 우선순위 RR 프로세스 스케줄러를 사용한다.

다단계 피드백 큐 스케줄링

  • Multi-level Feedback Queue Scheduling
  • 여러 개의 큐를 두고 시간이 지나면 우선순위가 떨어지는 큐로 밀려나게 하는 것과 같이 실행시간이 긴 작업에 벌칙을 주는 방식
  • 각 큐의 CPU 할당시간을 정할 수 있어 적응력이 커진다.

병행 프로세스

  • concurrent process
  • 두 개 이상의 프로세스들이 동시에 존재하며 실행상태에 있는 것

우선순위 그래프

  • precedence graph
  • 각 노드가 개개의 문에 대응하는 방향성 비순환 그래프
  • 어떤 연산의 일부분이 가지는 우선순위 제약조건을 정의하는데 유용하다.
  • 프로그래밍 언어에서는 사용이 곤란하다.

Fork/join

  • 최초로 병행 프로그램을 언어적으로 표현
  • Fork: 단일 연산을 2개의 독립적인 연산으로 분할시키는 방법
  • Join: 병행하는 2개의 연산을 하나로 재결합시키는 방법

병행문

  • parbegin/parend 표현방법을 사용하는 기법
  • 1개의 프로세스가 여러 가닥의 병렬 프로세스로 분할되었다가 다시 한 가닥의 프로세스로 결합하는 것

Master/Slave

  • Master는 연산 + 입출력
  • Slave 연산

약결합 시스템

  • 각 프로세스마다 독립된 메로리를 가진 시스템
  • 분산 처리 시스템
  • 각 시스템마다 독립적인 운영체제
  • 프로세스 간의 통신은 메세지 전달이나 원격 프로시저 호출을 통해 이뤄진다.

강결합 시스템

  • 여러 개의 프로세스가 하나의 메모리를 공유하여 사용하는 시스템
  • 다중처리 시스템
  • 하나의 운영체제가 모든 프로세스와 시스템 하드웨어를 제어
  • 프로세스 간의 통신은 공유메모리를 통해서 이뤄진다.

대칭 다중처리 구조

  • 모든 프로세스가 동등한 입장의 대칭성을 가지고 있으며 구현 및 수해이 매우 복잡한 형태의 가장 강력한 시스템
  • 한 운영체제를 동시에 수행할 수 있게 재진입 코드와 상호배제가 필요하다.

비동기 병행 프로세스

  • 독립적 프로세스: 시스템에서 실행 중인 다른 프로세스에 영향을 받지 않고 주지도 않는 프로세스
  • 유기적 프로세스: 프로세스가 가지는 동일한 입력에 대해 반드시 동일한 결과를 갖지는 않는다.

동기화 기법

  • Synchronization
  • 두 개 이상의 프로세스를 한 시점에 동시에 처리할 수 없으므로 각 프로세스에 대한 처리 순서를 결정하는 상호배제의 한 형태
  • 세마포어와 모니터 기법이 있다.

상호 배제

  • 공유자원을 어느 시점에서 단지 한 개의 프로세스만이 사용할 수 있도록 하며 다른 프로세스가 공유자원에 대해 접근하지 못하게 하는 기법

임계구역

  • Critical Section
  • 다중 프로그래밍 운영체제에서 여러 개의 프로세스가 공유하는 데이터 및 자원에 대하여 어느 한 시점에서 하나의 프로세스 자원 또는 데이터를 사용하도록 지정된 공유 자원을 의미하며 이를 보호구역이라 한다.

Test and set

  • 동시성을 제어하기 위한 동기화 명령어 중 하나로 하드웨어의 도움을 받아 수행
  • 함수 조건을 비교할 때엔 한 프로세스가 점령을 하면 다른 프로세스가 개입을 할 수 없도록 선점해서 사용하는 개념
  • 상호배제를 하는 기법

세마포어

  • semaphore
  • 다익스트라가 제안
  • P와 V라는 2개의 연산에 의해 동기화를 유지
  • 상호배제 원리 보장

시간종속 오류

  • 프로세스들이 임의적으로 변수들을 공유할 때 발생하며 어떤 특정 순서로 실행이 될 때만 발생
  • 프로세스가 자원에 대한 접근허가를 얻지 않고 그 자원을 연산하는 경우
  • 프로세스가 자원 접근을 허용받고 나서 그 자원을 결코 해제하니 않는 경우
  • 프로세스가 요청하지 않은 자원을 해제하는 경우
  • 프로세스가 동일한 자원을 반복해서 요청하는 경우

생산자 소비사 문제

  • 여러 개의 프로세스를 어떻게 동기화할 것인가에 대한 고전적인 문제
  • 한정 버퍼 문제, Bounded-Buffer Problem
  • 생산자는 데이터를 인덱스를 통해 배열에 저장하는 식으로 데이터를 생성하며 소비자는 데이터를 증가시키며 배열에 있는 데이터를 인덱스로 접근하여 소비

판독기/기록기 문제

  • 다수의 프로세스가 하나의 데이터 객체를 공유하는 경우 한쪽 프로세스는 판독을 하려하고 다른 한쪽 프로세스는 기록을 하려고 할 때 발생하는 문제
  • 기록기가 공유객체에 배타적 접근을 하도록 하는 것

병행 프로그래밍 언어

  • Ada: 구조화되고 통계학적 형태를 가지고 명령적, 객체지향적인 고급수준의 컴퓨터 프로그래밍 언어
  • CSP: 처음으로 병행시스템에서 상호작용 패턴을 표현하는 언어

프로세스 간의 통신

  • 직접통신
  • 간접통신: 메일 박스를 통해 메세지를 보내거나 받는다, 단방향 양방향 모두 가능

교착상태

필수조건

  • 상호배제 조건: 자원은 한 번에 한 프로세스만 사용해야 한다.
  • 점유와 대기 조건: 각 프로세스가 이미 자신에게 할당된 자원을 갖고 있으면서 다른 자원을 더 요구하고 있다.
  • 비중단 조건: 프로세스에 할당된 자원은 스스로 반납하기 전에는 빼앗지 못한다.
  • 환형대기 조건: 프로세스 간 환형사슬이 존재하여 각 프로세스는 다음 프로세스가 요구하는 자원을 가지고 있다.

자원할당 그래프

  • 프로세스와 자원 간의 관계를 나타내는 그래프를 의미한다.

교착상태 확인방법

  • 자원할당 그래프의 사이클이 존재하는지 확인한다.
  • 사이클이 지원 유형에 하나라도 있으면 교착상태다.

교착상태 회피

  • 프로세스 시작 거부
  • 자원할당 거부: 은행원 알고리즘

교착상태 탐지

교착상태 복구

디스크 접근 시간

  • Access Time = Seek Time + Rotational Latency + Transfer time
  • 탐색시간: 헤드를 적정 트랙으로 이동하는데 걸리는 시간
  • 회전지연시간: 데이터가 현재 위치에서 디스크 헤드까지 회전하는 데 소요되는 시간
  • 전송시간: 실제 바이트가 이동하는데 소요되는 시간

디스크 스케줄링

FCFS

SSTF

  • Shortest Seek Time First
  • 탐색거리가 가장 짧은 트랙에 대한 요청을 먼저 서비스하는 기법
  • 일괄 처리 시스템에 유용
  • 대화형 시스템에는 부적합

SCAN

  • SSTF가 갖는 탐색시간의 편차를 해소하기 위한 방법
  • 현재 진행 중인 방향으로 가장 짧은 탐색거리에 있는 요청을 먼저 서비스
  • Denning이 개발
  • 대부분의 디스크 스케줄링에서 기본 전략
  • 진행하면서 들어온 요청도 처리
  • 오버헤드가 작을 경우 가장 효율적

N-step SCAN

  • 진행하면서 들어온 요청은 따로 모아 반대방향 진행 때 처리

C-SCAN

  • 항상 바깥쪽에서 안쪽으로 움직이면서 가장 짧은 탐색거리를 갖는 요청을 서비스
  • 안쪽 끝까지 이동하면 가장 바깥쪽 끝으로 이동하고 다시 안쪽으로 들어온다.

C-LOOK

  • 안쪽 끝까지 이동 후에 가장 바깥쪽 요청 트랙으로 이동한다.

SLTF

  • Shortest Latency Time First
  • 섹터 큐잉
  • 회전 시간의 최적화를 위해 디스크 대기 큐에 있는 여러 요청을 섹터 위치에 따라 재정렬하고 가장 가까운 섹터를 먼저 서비스

RAM 디스크

  • 빠른 속도로 자료를 처리할 필요가 있을 때 주기억장치인 RAM의 일부를 보조기억장치인 디스크처럼 사용하는 것

블로킹

  • 레코드의 입출력 효율을 높이기 위해 여러 개의 논리 레코드를 하나의 블록으로 묶는 것

버퍼링

  • 주기억장치의 일부에 큐 방식으로 동작하는 버퍼
  • 하나의 프로그램에서 CPU 연산과 I/O 연산을 중첩시켜 처리하는 방식

파일 구조

순차 파일

  • 물리적 순서에 따라 저장

인덱스 순차파일

  • 레코드를 키에 따라서 논리적 순서대로 저장하고 시스템은 각 레코드의 실제 주소가 저장된 색인을 관리
  • 디스크에 적용되는 방식, 테이프 사용 불가

인덱스 순차파일 구성

  • Prime
  • Index
    • 마스터
    • 실린더
    • 트랙
  • Overflow

직접 파일

  • 물리적 주소를 통해 직접 액세스되는 파일
  • 해싱 함수를 이용해 물리적 상대주소를 계산한 후 해당주소에 레코드를 저장
  • DASD의 물리적 주소를 통해 파일의 각 레코드에 직접접근이 가능하여 접근 및 기록의 순서에 제약이 없다.

파일 접근방식

  • queued access method: 레코드 순서를 미리 예상 가능할 때 사용
  • basic access method: 물리적 블록의 RW는 액세스 방식이 담당하고 블로킹 및 해체는 사용자가 담당한다.

디스크 공간할당

연속할당

  • 집약 작업이 필요하다.
  • 단편화가 발생할 수 있다.

불연속할당

섹터지향 할당

  • 동일한 파일에 속하는 섹터들을 연결리스트로 구성하여 할당하는 방식
  • 논리적 연결을 탐색하는데 오랜 시간이 필요하고 포인터를 저장할 공간이 필요하다.

블록할당

  • 파일에 액세스할 때 해당 블록을 결정한 후 해당 섹터를 결정해야하는 기법
  • 블록체인 기법
  • 인덱스 블록체인 기법
  • 블록지향 파일사상기법: 포인터 대신 FAT(할당 테이블)에 있는 블록번호를 사용하는 기법

파일 서술자

  • file desriptor, FCB
  • 파일이름
  • 파일구조
  • 보조기억장치에서 파일 위치
  • 보조기억장치 유형
  • 액세스 제어정보
  • 파일 유형
  • 생성 일시, 제거 일시
  • 최종 수정 일시
  • 액세스 횟수

접근제어

접근제어 행렬

  • 시스템 보호기법으로 행은 사용자 영역, 열은 객체를 나타낸다.

접근제어 리스트

  • ACL
  • 각 객체에 댛나 리스트는 영역, 권한, 집합의 순서쌍으로 구성

자격 리스트

  • capability list
  • 각 사용자 영역에 대한 자격들로 구성되며 객체와 그 객체에 허용된 연산 리스트

분산파일시스템

  • DFS, Distributed File System
  • 여러 대의 서버에 걸쳐 분산되어 저장될 수 있는 계층형 파일시스템

데이터 압축

비손실 압축

  • Run Length: 문자의 반복을 줄임
  • 동적 사전법: 출현빈도에 따라 이진트리나 해시테이블 구성 후 포인터로 대체

손실압축

  • 이미지 압축
  • 오디오 압축
  • 비디오 압축

프로세스 테이블 정보

  • 프로세스 고유번호, 상위 프로세스 고유번호 (PID, PPID)
  • 사용자 이름, 사용자 그룹 이름 (UID, GID)
  • 프로세스 현재 상태

장치 드라이버

  • 장치드라이버 디렉터리는 /dev
  • 시스템의 각종 디바이스들에 접근하기 위한 디바이스 드라이버들이 저장되어 있는 디렉터리
  • 하드디스크에 차지하는 공간이 없는 가상 디렉터리

UNIX의 장치 분류

  • 블록 지향적: 입출력이 버퍼화되고 물리적인 입출력이 블록단위로 수행
  • 문자 지향적: 입출력이 버퍼화되지 않고, 물리적 입출력이 문자 단위로 수행, Raw 인터페이스

UNIX의 파일

  • 일반 파일
    • 데이터 파일: 텍스트 데이터 파일, 이진 데이터 파일
    • 실행가능 프로그램 파일
  • 디렉터리 파일
  • 특수 파일: 주변장치들을 파일이름을 통해 접근 가능
  • 파일이름에 공백이 와서는 안 된다.
  • 255자까지 가능하다.

파일접근 자료구조

  • 부트 블록
  • 슈퍼 블록
  • i-node 블록: 각 파일에 대한 metadata가 기록된 고정된 크기의 구조체 블록
    • 파일 소유자 사용번호, 그룹번호
    • 파일의 종류
    • 데이터 블록의 주소
    • 파일의 크기
    • 파일이 생성, 사용, 변경된 시간
    • 파일의 링크 수
  • 데이터 블록: 실제 파일블록을 저장하는 데 이용하는 블록

리디렉션

  • 명령어 처리 시 입출력 방향을 지정할 때 사용

UNIX 시스템의 3가지 구성요소

  • 커널
  • 어플리케이션