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프로그램의 실행, Program Execution

동기식 입출력(synchronous I/O)과 비동기식 입출력(asynchronous I/O)

구분
동기식 입출력(synchronous I/O)
비동기식 입출력(asynchronous I/O)
동작방식
I/O 요청 후, 입출력 작업이 완료되고나서야 제어가 사용자 프로그램으로 넘어간다.
I/O 가 시작된 후, 입출력 작업이 끝나기를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램에 즉시 넘어간다.
구현방법 1
I/O 가 끝날때까지 CPU를 낭비시킨다. → 매 시점 하나의 I/O만 일어날 수 있음
구현방법 2
I/O가 완료될 때까지 해당 프로그램에게서 CPU 를 빼앗음 → I/O 처리를 기다리는 줄에 그 프로그램을 줄 세움 → 다른 프로그램에 CPU를 줌
공통점
두 경우 모두, I/O가 종료되었다는 것은 인터럽트를 이용해서 알려준다.
예시
보통 데이터를 삽입하는 write 의 경우, 비동기식으로 진행된다.

I/O 의 여러가지 방법

구분
special instruction
memory mapped I/O
특징
메인 메모리에 접근하는 방법과 별도로 I/O 디바이스에 접근하기 위한 주소와 명령어가 별도로 존재한다.
메인 메모리에 접근하는 것과 같은 방식으로 I/O디바이스에도 주소와 명령어로 접근한다.

저장장치의 계층구조

구분
Primary(Executable)
Secondary
CPU 접근
CPU에서 직접 접근 가능
CPU에서 접근 불가
접근 단위
바이트 단위로 접근
섹터 단위로 접근
속도
빠르다
느리다
휘발성
컴퓨터 전원이 꺼지면 날라간다 → 휘발성이 높다
컴퓨터 전원과 상관없이 오래 남아있는다.
비용
비싸다
저렴하다
•
Cashing

프로그램의 실행(메모리 load)

•
프로그램이 실행되면 각 실행파일별로 별도의 virtual memory 공간이 생기며 각각의 프로세스는 해당 공간 내에서 저장되고 조회된다.
•
physical memory 영역에서는 virtual memory 의 모든 것을 저장하지 않는다. 메모리가 낭비될 수 있기 때문에 최대한의 효율을 위해 현재 실행되고 있는 부분의 데이터만 저장한다.
•
당장 사용하지 않는 데이터는 메인 메모리의 연장영역인 swap area 에 저장해둔다.

커널 주소 공간의 내용

사용자 프로그램이 사용하는 함수

•
사용자 정의 함수
◦
자신의 프로그램에서 정의한 함수
•
라이브러리 함수
◦
자신의 프로그램에서 정의하지 않고 가져다가 쓴 함수
◦
자신의 프로그램의 실행파일에 포함되어 있다.
•
커널 함수
◦
운영체제 프로그램의 함수
◦
커널 함수의 호출 = 시스템콜

프로그램이 실행되는 과정