구조

중앙처리장치(CPU) - 1 (CPU 구조)

CPU란? 명령어를 해석하여 실행하는 장치로 인간으로 치면 두뇌에 해당하는 하드웨어 장치이다. (CPU를 흔히 Processor 라고도 한다.) CPU 구성 요소 연산 장치(ALU, Arithmetic and Logic operation Unit) : 산술 및 논리 연산 장치 산술 연산(덧셈, 뺄셈, 곱셈 나눗셈 등)과 논리 연산(AND, OR 등)을 수행 제어 장치(Control Unit) 프로그램에서 주어진 명령을 '해석'하고 이를 '실행'하기 위해 제어신호를 만든다. 연산, 읽기, 쓰기 등의 동작신호와 각 장치를 제어하기 위한 타이밍(timing) 신호를 때맞춰 만든다. 레지스터(register) cpu의 임시 기억 장소로 명령, 주소, 데이터 등을 일시적으로 담아둔다. 다른 기억 장치들에 비해 접..

메모리 (RAM) 구조

RAM과 ROM RAM은 자유롭게 읽고 쓸 수 있는 기억장치로, RWM(Read Write Memory)라고 부르기도 한다. 또한 RAM에는 현재 사용 중인 프로그램이나 데이터가 저장되어 있다. 시스템의 전원이 꺼지면 기억된 내용이 모두 사라지는 휘발성 메모리의 특징을 가진다. 일반적으로 주기억장치 또는 메모리라고 불린다. ROM은 기억된 내용을 읽을 수만 있는 기억장치로서 일반적으로 쓰기가 불가능하다. 또한 시스템의 전원이 꺼져도 기억된 내용이 지워지지 않는 비휘발성 메모리다. 실제로 ROM은 주기억장치로 사용되기보단 주로 변경 가능성이 없는 시스템 소프트웨어를 기억시키는데 이용된다. (ex. 기본 입출력 시스템, 자가 진단 시스템) 프로그램 실행 순서 프로그램이 실행되는 과정을 도식화하면 다음과 같다..

시스템 구조와 프로그램 실행 2

동기식 입출력과 비동기식 입출력 동기식 입출력(synchronous I/O) I / O 요청 후 입출력 작업이 완료된 후에야 제어가 사용자 프로그램에 넘어감 구현 방법 1 I/O가 끝날 때 까지 CPU를 낭비시킴 매시점 하나의 I/O만 일어날 수 있음 구현 방법 2 I/O가 완료될 때까지 해당 프로그램에게서 CPU를 빼앗음 I/O 처리를 기다리는 줄에 그 프로그램을 줄 세움 다른 프로그램에게 CPU를 줌 비동기식 입출력 (asynchronous I/O) I/O가 시작된 후 입출력 작업이 끝나기를 기다리지 않고 제어가 사용자 프로그램에 즉시 넘어감 두 경우 모두 I/O의 완료는 인터럽트로 알려준다. DMA(Direct Memory Access) DMA(Direct Memory Access) 빠른 입출력 장..

C# 힙 구조 (Heap)

스택은 단순히 데이터를 넣고 뺄 수 있는 구조이며, System.ValueType을 상속하는 기본 데이터형(int, long, bool 등)만 저장할 수 있다. 힙은 예약된 주소 공간을 뜻한다. 최초에 프로세스가 초기화될 때 시스템은 프로세스 주고 공간 내에 하나의 힙을 생성한다. 이 힙을 프로세스의 기본 힙이라 하며, 기본 할당 크기는 1M로 정해져있다. 닷넷에서는 가비지 컬렉터가 자원을 관리하기 때문에 힙에 대한 함수를 직접 제공하지 않지만 Win32 API GetProcessHeap() 사용하여 현재 프로세스의 힙을 가져올 수 있다. using System.Runtime.InteropServices; public unsafe class Memory { static int ph = GetProcess..

프로세스 메모리 구조와 스택 프레임 구조

프로세스 메모리 구조 프로세스의 메모리 구조는 Text, Data, Heap, Stack 영역으로 구분되어 있다. 프로세스 메모리 구조 Text 영역 : 프로그램 코드와 상수가 정의되어 있고, 읽기만 가능한 메모리 영역이기 때문에 데이터를 저장하려고 하면 분할 충돌을 일으켜 프로세스가 중지된다. Data 영역 : 전역 변수(Global variable)와 정적 변수(Static variable)가 저장되어 있는 영역이다. Heap 영역 : 프로그래머의 필요에 따라 동적 메모리 호출에 의해 할당되는 메모리 영역이다. c언어의 기준으로 malloc() 함수나 calloc() 함수에 의해 생성된 변수들이 이 곳에 할당된다. Stack 영역 : 함수 인자 값, 함수 내의 지역 변수, 함수의 반환 주소 등이 저장..

운영체제 프로세스 스레드 메모리 구조

프로그램(Program) 어떤 작업을 위해 실행할 수 있는 파일로 정의할 수 있다. 프로세스(Process) 컴퓨터에서 연속적으로 실행되고 있는 컴퓨터 프로그램 또는 메모리에 올라와 실행되고 있는 프로그램의 인스턴스(독립적 개체) 즉, 운영체제로 부터 시스템 자원을 할당받는 작업의 단위이며 실행된 프로그램을 의미한다. 할당 시스템 자원 CPU시간, 운영시 필요한 주소공간 Code, Data, Stack, Heap의 구조로 되어있는 독립된 메모리 영역 프로세스 메모리 영역 프로세스는 각각 도립된 메모리 영역(Code, Data, Stack, Heap)구조를 할당받게 되며 프로세스당 최소 1개의 메인스레드를 가지고 있다. 각 프로세스는 별도의 주소 공간에서 실행되며, 한 프로세스는 다른 프로세스의 변수나 자..