해커를 꿈꾸는 개발자

정보보안기사 필기 독학 / 시스템 보안 / 6. 운영체제, 커널, 프로세스

운영체제, 커널(Kernel)

하드웨어 특성으로 부터 프로그램들을 격리시키고, 하드웨어와 직접적으로 상호 작동함으로써 프로그램들에게 일관된 서비스를 제공합니다. 프로세스 관리, 주기억장치 관리, 보조기억장치 관리, 입출력시스템 관리, 파일 관리를 담당합니다. 

프로세스(Process)

운영체제가 관리하는 최소단위의 작업이며, 메모리에 저장된 실행중인 프로그램입니다. 프로세스 제어 블록(PCB)를 가지고 있으며, CPU에 의해 명령이 수행됩니다. 하나의 포르세스는 생성, 실행, 준비, 대기, 보류, 교착, 종료의 상태 변화를 거치게 됩니다.  그리고 Process ID(PID) 1번은 init 프로세스입니다.

프로세스 스케쥴링(Scheduling)

스케쥴링의 기준은 CPU 이용률, 시스템 처리율, 수행 시간, 대기 시간, 응답 시간이며, 우순위가 높은 다른 프로세스가 할당된 CPU를 강제로 빼앗을 수 있는 선점형 방식과 프로세스에게 이미 할당된 CPU를 강제로 빼앗을 수 없고, 사용이 끝날때까지 기다려야 하는 비선점형 방식이 있습니다. 

선점형 방식은 빠른 응답시간을 요구하는 대화식 시분할 시스템에 적합하며, 많은 오버헤드를 초래하게 됩니다. 대표적인 알고리즘에는 RR(Round-Robin, 순환 할당스케줄링), SRT(Shortest Remaing Time Scheduling, 최단 잔여 시간), MFQ(MultiLevel Feedback Queue Scheduling, 다단계 큐) 알고리즘이 있습니다. 

비선점형 방식은 모든 프로세스들에 대한 요구를 공정히 처리하기 때문에 응답시간의 예측이 용이하고, 짧은 작업이 긴 작업을 기다리는 경우가 발생하게 됩니다. 대표적인 알고리즘에는 FIFO(First In First Out), SJF(Shortest-Job-First, 최단 작업 우선 처리), HRN(Highest Response-ratio Next)스케줄링등이 있습니다.

스풀링(Spooling), 버퍼링(Buffering)

스풀링은 저속의 입출력장치와 고속의 CPU 간의 속도차이를 해소하기 위해 나옹 방법으로 다스크를 이용하고, 버퍼링은 입출력장치와 고속의 CPU 간의 속도차이를 해소하기 위해 나온 방법으로 주기억장치를 이용합니다.

관련 문제

10회 운영체제의 주요기능에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 2
① 사용자와 하드웨어 간의 인터페이스를 정의한다.
② 고급 언어로 작성된 프로그램을 이진(0 또는 1) 기계어로 번역한다.
③ 오루 검사 및 복구 기능을 수행한다.
④ 사용자 간의 자원을 스케줄링하고 할당하는 기능을 수행한다

10회 다음 보기 괄호 안에 공통으로 들어갈 적당한 단어는? 2
[보기]
( )은 하드웨어 특성으로 부터 프로그램들을 격리시키고, 하드웨어와 직접적으로 상호 작동함으로써 프로그램들에게 일관된 서비스를 제공한다. ( )의 기본 개념은 프롯스와 파일의 관리이다. 그밖에 입출력장치 관리, 메모리 관리 및 시스템 호출 인터페이스등이다.

① 유틸리티(Utilities)
② 커널(Kernel)
③ 셀(Shell)
④ 데몬(Daemon)

9회 비선점형 스케줄링만 고르 것은?1
[보기]
㉠ FCFS
㉡ SJF
㉢ RR
㉣ SRT
㉤ MLQ

① ㉠, ㉡
② ㉠, ㉢
③ ㉠, ㉣
④ ㉢, ㉤

11회 15. Process ID(PID) 1번을 가지고 있는 프로세스는 무엇인가? 1
① init
② 부트로더
③ OS 커널
④ BIOS

7회 2. 다음 중 프로세스와 관련된 설명으로 가장 거리가 먼 것은? 4
① 프로세스는 프로세스 제어블록(PCB)으로 나타내며 운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓층 저장소를 의미한다.
② 하나의 포르세스는 생성, 실행, 준비, 대기, 보류, 교착, 종료의 상태 변화를 거치게 된다.
③ 프로세스란 스스로 자원을 요청하고 이를 합당받아 사용하는 능동적인 개체를 의미한다.
④ 스레드는 프로세스보다 큰 단위이며, 자원의 할당에는 관계하지 않고, 프로세서 스케줄링의 단위로써 사용하게 된다.

7회 다음 중 프로세스 스케줄링을 통한 CPU 성능요소가 아닌 것은? 4
① CPU 이용률(Utilization)
② 시스템처리율(Throughput)
③ 대기시간(Waiting time)
④ 확장성(Expansiblility)

6회 다음 중 비선점 스케줄링에 해당되는 것은? 1
① 최단 작업 우선 처리
② 다단계 큐
③ 순환 할당스케줄링 '
④ 최단 잔여 시간

6회 4회 다음의 운영 체제 구조에서 2계층부터 5계층까 지 올바르게 나열한 것은? 2
① 프로세스 관리 -> 메모리 관리 -> 주변 장치 관리 -> 파일 관리
② 메모리 관리-> 프로세스 관리->주변 장치 관리 ->파일 관리
③ 파일 관리 -> 프로세스 관리 -> 메모리 관리-> 주변 장치 관리
④ 주변 장치 관리 ->프로세스 관리 -> 파일 관리->메모리 관리

6회 20. 다음 중 프로세스 교착 상태의 발생 조건아 아닌 것은? 3
① 상호 배제 ② 점유와 대기
③ 중단 조건 ④환형 대기 조건

4회 사용자가 작성한 프로그램을 운영체계에 실행하도록 제출하면 운영체제는 이를 제출받아 프로세스를 만든다. 이때 생성된 프로세스의 주소영역을 구성하는 요소를 올바르게 나열한 것은? 4
①데이터영역-스택영역-텍스트영역
②텍스트영역-스택영역-데이터영역
③데이터영역-텍스트영역-스택영역
④텍스트영역-데이터영역-스택영역

4회 다음 중 운영체제 발전 흐름에 대한 설명으로 올바르지 못한 것은? 1
①다중처리시스템 : 여러 개의 CPU와 여러 개의 주기억장치를 이용하여 여러 개의 프로그램을 처리하는 방식이다.
②시분할시스템 : 여러 명의 사용하는 시스템에서 각 사용자는 독립된 컴퓨터를 사용하는 느낌으로 사용한다.
③다중프로그램 : 하나의 CPU와 주기억장치를 이용하여 여러개의 프로그램을 동시에 처리하는 방식이다.
④분산처리시스템 : 여러 개의 컴퓨터를 통신회선으로 연결하여 하나의 작업을 처리하는 방식을 말한다.

4회 다음 중 운영체제 5단계에 포함되지 않는 것은? 4
①메모리관리
②주변장치 관리
③파일관리
④사용자관리

4회 14. 다음 중 버퍼링과 스풀링에 대한 설명으로 올바르지 못한 것은?3
①버퍼링과 스풀링은 CPU 연산과 I/O 연산을 중첩시켜 CPU의 효율을 높이기 위하여 사용한다.
②버퍼링은 단일사용자 시스템에 사용되고, 스풀링은 다중사용자 시스템에 사용된다.
③버퍼링은 디스크를 큰 버퍼처럼 사용하고 스풀링은 주기억 장치를 사용한다.
④버퍼링과 스풀링은 큐 방식의 입출력을 수행한다.

4회 다음 중 커널에 대한 설명으로 올바르지 못한 것은? 4
①커널에는 커널모드와 사용자모드가 있다.
②운영체제의 핵심을 커널이라 부른다.
③응용프로그램에 커널 서비스를 제공하는 인터페이스를 ‘시스템 콜 인터페이스’라 한다.
④하드웨어 장치를 사용할 경우 사용자모드에서 사용된다.

9회 분산 처리 시스템에 대한 설명으로 틀린 것은? 3
① 목적은 자원의 공유, 연상 속도의 향상, 신뢰성과 컴퓨터 통신 등에 있다.
② 분산된 컴퓨터 간의 자원을 이용자가 쉽게 공유하여 액세스할 수 있다.
③ 시스템의 설계가 간단하여 확장이 용이하고 보안성을 향상시킬 수 있다.
④ 분산 운영체제는 시스템의 자원을 효율적으로 관리하기 위한 운영체제이다.

9회 I/O 중심 프로세스와 CPU 중심 프로세스 모두를 만족시카는 스케줄러로 가장 적합한 것은? 1
① MLFQ(Multi Level Feedback Queue)
② RR(Round Robin)
③ SPF(Shortest Process First)
④ SRT(Shortest Remaining Time)