Little Jay

위 코드를 우분투 환경에서 돌려보자. 그러면 처음 실행한 환경에서는 아래와 같이 동작한다. 코드를 천천히 뜯어보면 알겠지만 우리가 저 코드에서 목표하는 바는 마지막에 Counter를 0으로 만든느 것이 목표이다. 그러나 코드의 결과는 우리가 예측했던 값과는 동떨어진 값이 나왔다. 우선 x++ 하는 것 부터 살펴보자. 사실 시스템 프로그래밍파트에서 정리를 했지만 변수에 1만 감소시켜주는 Assembly가 존재한다. 그러나 정확한 설명을 위해서 x++을 해주는 것은 먼저 메모리에서 x를 레지스터에 불러오고, 1을 더한 후 다시 메모리에 저장해주는 3가지 lw, add, sw 이렇게 세 가지 명령어가 필요하다고 해보자. 그렇다면 이 명령어 하나하나는 Scheduling의 대상이 되는 하나의 Thread이다. ..

Type of Parallelism on Multicore 멀티 코어에서 병렬성은 두 가지의 종류로 나뉘게 된다. 하나는 Data Parallelism이다. 이는 task들 사이에서 Data의 Subset을 병렬화 하는 것이다. 쉽게 예를 들자면 arr[100]이 있을 때 4core라고 한다면 25씩 Data를 나누면 쉽게 병렬처리를 할 수 있다. 다음으로는 Task Parallelism이다. 오히려 이 부분이 조금 더 직관적으로 이해하기가 쉽다. 이는 data를 분산해서 처리하는 것이 아니라 task를 여러 Processor에 할당하여 처리하는 것이다. Multi-Threaded Process Model Thread도 결국 하나의 작업공간이기 때문에 Thread 당 1개의 Stack이 필요하다. 따라서..

Thread 우리는 지금까지 Process를 실행중인 Program. Program의 Execution Sequence이면서 System Resource를 다루는 단위라고 언급을했다. Process에는 두 가지의 특성이 있었는데, 하나는 자원 소유권의 단위로서 memory, heap, global vars, I/O등을 담당하였고, 실행단위의 특성으로서는 Process를 Scheduling의 단위로서 바라보아 Execution State와 Priority를 가지고 있었다. 그러나 이제는 Execution Sequence를 담당하는 주체를 Process가 아닌, Thread로 바라볼 것이다. 간단하게 정리해보자면 Execution Environment, 즉 환경을 Process가, 그 환경 안에서 Execu..

Multiprocessor Scheduling 우리는 지금까지 단일 처리기, 즉 Uniprocessor 에서의 Scheduling에 대해 다루었다. 단일 처리기에서는 단순히 Ready, Block, Running State를 결정하는 문제를 살펴보았다. 반면에 다중 처리기에서는 고려햐애 할 것들이 너무 많다. 우리가 일반적으로 사용했던 Ready Queue는 전역변수 형태로 선언이 되어있다. 따라서 다중 처리기가 하나의 Queue에 접근하려고 하면 동시에 메모리에 접근하게 되는 Race Condition이 생길 수도 있다. 또한 Cache 친화력 문제, 어떻게 다중 처리기에 Process를 할당할 것이며, Process의 Heterogeneity를 어떻게 다룰 것이며, Process를 어떻게 Balanc..

Scheudling Incorporating I/O 예를 들어 두 개의 Process가 있다고 가정하자. 하나의 Process는 5ms의 Service Time을 가지고 있고, I/O를 위해 25ms를 대기하고 있다. 반대로 다른 Process는 CPU-Intensive하여 Waiting이 발생하지 않는 CPU Burst적인 Operation을 한다고 하자. 아래의 그림은 각각 Time Slice가 50ms, 5ms일때의 상황이다. 두 상황에서 CPU Utilization은 모두 100%이다. A가 I/O를 하고 있더라고 B Process가 Running되기에 Utilization 측면에서는 그 활용도가 100%가 된다. 그러나 주목해야할 점은 I/O Utilization이다. 첫 번째의 50ms의 Ca..

Terminologies Burst라는 용어가 있다. 직역을 하면 파열 정도로 해석이 되는데 OS에서의 의미는 시간이라는 뜻이다. 즉 Operation을 수행하는 시간이라는 것을 발한다. OS에서 다루는 Burst는 두 가지의 종류가 있다. 하나는 CPU Burst이다. 이는 CPU가 실제 Operation을 수행하는 시간을 의미한다. 다른 하나는 I/O Burst인데 이는 CPU가 I/O를 위해 대기하는 시간을 의미한다. Process는 CPU Burst와 I/O Burst를 필연적으로 반복하면서 수행한다. 이러한 구조를 CPU - I/O Burst Cycle이라고 한다. 예를 들어 명령어를 수행하는 것은 CPU Burst인데 read, write 등의 Operation이 발생하면 필연적으로 I/O W..

Round Robin Round Robin은 스케줄링 알고리즘에서 가장 중요하다고 해도 과언이 아닌 알고리즘이다. Round Robin은 기본적으로 FIFO와 동일하다. FIFO가 하나의 Process를 전부 끝내고 나서 다음 Process로 넘어가는 것과 달리 Round Robin은 일정한 시간 간격을 두어 Process를 Time-Out 시켜버린다. 일정한 시간 간격을 Quantum이라고 한다. Process가 Quantum을 다 사용하면 해당 Process는 Time-Out되어 다시 Ready Queue로 보내버린다. 따라서 FIFO에서는 Long한 Process들이 우선적으로 선택되는 Convoy Effect가 자주 발견이 되었는데 이 Side Effect를 방지할 수 있는 것이 Round Rob..

Types of Process Scheduling Process를 스케줄링하는 것은 크게 세 가지로 분류된다. 먼저 Long-Term Scheduling이 있다. 이를 Job Scheduler라고도 하는데 이는 단순하게 시스템에 Program을 올릴지 말지를 결정하는 Scheduling이다. 다음으로는 Medium-Term Scheduling이 있다. 이를 Swapper라고도 부르는데 우리는 이전에 우리가 배운 Swapping 기법을 수행하는 Scheduler이다. 또한 Short-Term Scheduling이 있다. 이것이 우리가 초점을 두고 있는 CPU Scheduler이다. Processor가 어떤 Process를 수행할지 결정하는 Scheduling이다. 마지막으로 I/O Scheduling이 있..

Process Creation Direct하게 Process를 생성하는 방법은 다음과 같다. 먼저 a.out과 PCB를 위한 메모리 공간을 할댕해준다. 이때 a.out 파일의 code와 data를 메모리에 오리고 Call Stack을 생성해준다. 그 다음 PCB를 Initialize해준다. 이제 Process가 생성되었으니 이를 ready list에 올리고 execute하면 된다. Process를 생성하는 데에는 다양한 이유가 있다. 먼저 New Batch Job, 즉 load&run하는 경우에 OS가 JCL과 같은 일련의 batch job control stream을 제공해준다. 또한 Interactive Logon에서 새로운 Process가 생성이 되는데 예를 들어 User가 새로운 Terminal에..

Mode Switch Mode Switch는 단순히 Kernel Mode와 User Mode에 대한 전환이다. 따라서 Mode만 바뀌는 것이다. Mode만 바뀌고 있는 것이기 때문에 User에서 Kernel로 넘어갔다고 하더라도 Process의 전환이 일어난 것은 아니다. 예를 들어 Process A를 수행하고 있는데 System Timer Interrupt가 발생했다고 하자. 이 Interrupt는 필연적으로 User Level에서 Kernel Level로 전위가 일어나자민 여전히 Process A는 실행중이다. Process를 수행하는 환경만 바뀐 것이지 Process 자체가 바뀐 것은 아니다. 따라서 Mode Switch의 비용은 Stack에 save/load 하는 등의 Overhead밖에 들지 않..