개념 한 쪽
운영체제는 여러 프로세스에게 CPU와 메모리를 나누어 주며 시스템을 통제한다. 이때 자원을 어떤 순서로 넘길지 정하는 스케줄링 방식과, 프로세스가 참조하는 메모리의 국부성, 그리고 시스템이 멈추는 교착상태와 스래싱을 구분해 이해한다.
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출제기준 단원 「환경변수」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 구역성 유형 판별 | 1 | 공간 구역성에 해당하는 대표 사례를 고르기 |
| 분산 운영체제 특성 판단 | 1 | 분산 구조의 장단점 중 옳지 않은 설명 가리기 |
| 라운드 로빈 설명 검증 | 1 | 시간할당량 기반 선점 방식의 특징과 다른 알고리즘 구분 |
운영체제의 주요 역할은 오류 처리, 자원 스케줄링, 입출력 보조 같은 시스템 자원 관리에 있다. 고급 언어로 작성된 원시 프로그램을 번역하는 일은 컴파일러나 인터프리터의 몫이므로 운영체제의 기능과 구분한다. 운영체제는 자원 관리자, 번역기는 개발 도구라는 경계를 나누어 기억한다.
스케줄링은 프로세스가 CPU를 어떻게 나누어 쓰는지를 정하는 규칙이다. 비선점 스케줄링은 한번 할당받은 CPU를 프로세스가 스스로 반납할 때까지 강제로 빼앗지 않으므로 실행 시간이 예측 가능하여 응답 시간 분석이 쉽다. 반면 선점 스케줄링은 운영체제가 CPU를 강제로 회수할 수 있어 오버헤드가 크고 예측이 어렵다. 라운드 로빈은 정해진 시간할당량을 교대로 주는 선점 방식이며, 작업량이 가장 작은 프로세스에게 CPU를 주는 최소 작업량 우선은 SJF의 특징이므로 라운드 로빈과 구분한다.
프로세스가 CPU를 넘겨받고 넘겨줄 때마다 상태를 저장하고 복원하는 작업이 필요하다. 실행 중인 프로세스의 상태 정보를 저장하고 다음에 실행할 프로세스의 상태를 설정하는 이 일련의 과정을 컨텍스트 스위칭이라 한다. 이는 Working set이나 Locality, Thread와는 다른 개념이다.
구역성은 프로세스가 최근 참조한 주소 근처를 다시 참조하는 경향이다. 시간 구역성은 반복문이나 스택, 집계처럼 같은 곳을 짧은 시간에 다시 참조하는 경우이고, 공간 구역성은 배열 순례처럼 인접한 메모리 주소를 연속으로 참조하는 경우이다.
시스템이 멈추는 원인도 구분한다. 스래싱은 물리적 메모리가 부족해 페이지 교체가 과도해지며 실제 실행보다 교체 시간이 길어지는 현상이므로, 다중프로그래밍 정도를 높이면 오히려 악화된다. 교착상태는 두 개 이상의 프로세스가 서로가 가진 자원을 기다리며 무한 대기하는 상태이며, 상호 배제·점유 및 대기·비선점·환형 대기의 조건이 모두 성립할 때 발생한다. 자원을 동시에 사용할 수 있다는 설명은 교착상태의 정의와 정반대이다.
스케줄링 문제는 선점과 비선점의 특징을 뒤바꾼다. 비선점이 응답 시간 예측이 어렵다고 하거나, 라운드 로빈이 작업량이 가장 작은 프로세스에게 CPU를 준다고 하면 틀리다. 교착상태를 두고 자원을 동시에 사용하는 현상이라 설명하는 선지도 정의와 모순된다. 스래싱 해결 조치로 다중프로그래밍 정도를 높인다고 하면 원인과 해결 방향이 어긋난다. 운영체제의 기능으로 고급 언어 번역을 드는 선지도 역할 구분을 흐린다.
프로세스들이 국부적인 부분만을 집중적으로 참조하는 구역성에는 시간 구역성과 공간구역성이 있는데, 다음중 공간 구역성의 경우는?
정답 ② · 공간 구역성에 해당하는 사례를 고르는 문제이다. 공간 구역성은 참조된 메모리 주소와 인접한 주소들이 집중적으로 참조되는 특성으로, 배열 순례는 배열의 연속된 주소를 차례로 접근하므로 대표적인 공간 구역성의 예이다.
공간 구역성은 인접한 메모리 주소 참조이므로 배열 순례가 해당되며, 루프/스택/집계는 시간 구역성이다.
분산 운영체제의 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 분산 운영체제는 여러 컴퓨터가 네트워크로 연결되어 자원을 공유하고 사용자에게 단일 시스템처럼 보이게 합니다. 이를 통해 점진적 확대가 용이하고, 고가의 하드웨어를 공유할 수 있으며, 빠른 응답성을 제공합니다.
분산 운영체제는 자원을 네트워크로 공유하므로 중앙집중형보다 보안 위험에 더 노출되며 향상된 보안성은 오답이다.
태스크 스케줄링 방법 중 Round-Robin 방식에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ② · 이 문제은 라운드 로빈 스케줄링의 특징 중 옳지 않은 것을 고르는 문제다. 라운드 로빈은 각 프로세스에 동일한 시간할당량을 부여하고 할당 시간이 끝나면 강제로 CPU를 회수하는 FIFO 기반의 선점형 기법이며, 대화형 사용자에게 적절한 응답시간을 보장한다.
라운드 로빈은 시간할당량 기반 선점 스케줄링이며, 최소 작업량 우선은 SJF 알고리즘의 특징이다.
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