스미스요원

페이지 교체 알고리즘이란?

• 가상 메모리는 요구 페이지 기법을 통해 필요한 페이지만 메모리에 적재하여 사용한다.

• 하지만 필요한 페이지만 올려도 메모리는 결국 차게 되고, 올라와있던 페이지가 다 사용된 후 자리만 차지하고 있을 수도 있다.

    즉 메모리가 가득 차면 안쓰는 페이지는 out 하고, 필요한 페이지는 in 시켜야 한다.

• 이 때 효율적인 페이지 교체를 위해 고안된 방법이 바로 페이지 교체 알고리즘이다.

• 프로세스와 운영체제의 경향에 알맞은 알고리즘을 선택하여 사용하는것이 좋다.

FIFO (First-in First-out)

• 메모리에서 내보낼 페이지를 선택할 때, 메모리에 먼저 올라온 페이지 순서대로 내보내는 방법

• 가장 간단한 방법이며, 특히 초기화 코드에 적절한 알고리즘이다.

    ◦  초기화 코드란? : 프로세스가 처음 실행될 때 최초 초기화를 수행하는 역할의 코드

OPT (Optimal)

• 앞으로 가장 사용하지 않을 예정인 페이지를 가장 우선적으로 내보내는 알고리즘

• FIFO에 비해 페이지 결함의 발생 횟수를 많이 감소시킬 수 있다.

    ◦  페이지 결함 : 메모리에 페이지가 올라와 있지 않아 페이지 적재가 필요한 상황

• 미래에 어떤 페이지가 사용되는지의 여부를 예측할 수 없기 때문에(앞으로 가장 사용하지 않을 예정인 페이지가 무엇인지 알 수 없음)
    이론적으로만 가능한 알고리즘이다.

LRU (Least-Recently-Used)

• 최근에 사용하지 않은 페이지를 가장 먼저 내려보내는 알고리즘

    ◦  최근에 사용하지 않은 페이지는 앞으로도 사용하지 않을 확률이 높다는 논리

• OPT의 경우 미래 예측이지만, LRU의 경우는 과거를 보고 판단하므로 실질적인 구현이 가능하다.

• OPT 보다 페이지 결함이 더 많이 발생할 수 있지만, 구현 가능한 페이지 교체 알고리즘 중에서는 가장 좋다.

LFU (Least-Frequently-Used)

• 페이지의 참조 횟수로 교체할 페이지를 선택하는 알고리즘

• 누적 참조 횟수가 가장 낮은 페이지를 우선적으로 내보낸다.

    ◦ 가장 적게 참조된 페이지는 앞으로도 사용되지 않을 확률이 높다는 논리

    ◦ 누적 참조 횟수가 동일한 페이지끼리는 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지가(LRU) 우선적으로 제거된다.

• LRU는 참조된 시점을 고려하지만, LFU는 참조 횟수를 고려하기 때문에 더 과거의 참조성향까지 고려할 수 있다.

• 단점

    ◦  가장 최근에 참조된 페이지가 교체될 수 있다. (최근에 참조된 페이지일수록 앞으로 더 많이 참조될 가능성이 있는데 말이다)

    ◦  구현이 LRU보다 더 복잡하고 오버헤드가 발생할 수 있다.

MFU (Most-Frequently-Used)

• 마찬가지로 페이지의 참조 횟수를 활용하는 알고리즘
• LFU와 반대로, 누적 참조 횟수가 가장 높은 페이지를 우선적으로 내보낸다.

    ◦ 가장 많이 참조된 페이지는 앞으로 사용되지 않을 확률이 높다는 논리 (충분히 쓸만큼 쓴 페이지일 것이다)

참고자료

가상 메모리란?

• 물리적 메모리 크기의 한계를 극복하기 위해 나온 기술이다.

    ◦  가상 메모리를 사용하면 물리적 메모리 공간보다 큰 프로세스를 수행할 수 있다.

    ◦  예) 100MB 메모리 공간에서 200MB 크기의 프로세스를 수행할 수 있음

• 어떻게 가능한가?

    ◦  프로세스를 실행할 때 프로세스 전체가 아닌, 실행에 필요한 일부(페이지 단위)만 메모리에 올린다.

    ◦  이를 Demanding Paging 기법이라고 한다. (현재 필요한 페이지만 메모리에 올리는 것)

• 운영 체제는 물리 메모리의 제약을 갖고 있는 주기억장치를 보조하기 위해 디스크를 보조기억장치(Paging Space)로 사용한다.

    ◦  주기억장치와 보조 기억 장치를 묶어 하나의 가상 메모리를 구현한다.

    ◦  프로세스는 할당 받은 메모리가 실제 메모리인지, Swap 영역인지 모른다.

    ◦  Swap 영역은 실제 메모리가 아니기 때문에 지연시간이 발생하므로 가급적이면 사용하지 않는 것이 좋다.

         만약 Swap 영역의 사용일 계속해서 증가한다면 메모리 누수를 의심해 봐야 한다.

• 가상 메모리 사용의 장점

    ◦  더 많은 프로그램을 동시에 수행할 있어 CPU 이용률과 처리율이 높아진다.

    ◦  프로그래머는 메모리 크기에 관한 문제를 염려할 필요 없이 쉽게 프로그램을 작성할 수 있다.

    ◦  프로그램을 교체할 때 발생하는 메모리 교체 성능 문제를 최소화할 수 있다.

• 이런 가상 메모리 기법은 불연속 할당 기법인 페이징과 세그멘테이션 기법에 활용할 수 있다.

페이징 기법

• 프로세스를 일정한 크기의 페이지로 분할해서 메모리에 적재하는 방식

• 단순 페이징

    ◦  각 프로세스를 일정한 길이의 페이지로 나눈다. 이 때 페이지의 길이는 프레임과 같은 길이가 되도록 한다.

         -  페이지 : 고정 사이즈의 가상 메모리 내 프로세스 조각

         -  프레임 : 페이지 크기와 같은 주 기억 장치의 메모리 조각

    ◦  외부 단편화 (발생 X), 내부 단편화 (발생 O)

• 가상 메모리를 활용한 페이징

    ◦  단순 페이징과 달리 프로세스 페이지 전부를 로드할 필요가 없다.

         -  필요한 페이지가 있으면 나중에 자동으로 불러온다.

    ◦  복잡한 메모리 관리로 인한 오버헤드 발생할 수도 있다.

• 장점

    ◦  논리 메모리가 물리 메모리에 저장될 때 연속되어 저장될 필요가 없고, 물리 메모리의 남는 프레임에 적절히 배치되기 때문에

         외부 단편화가 생기지 않는다.

• 단점

    ◦  내부 단편화 문제가 발생할 수 있다. 페이지 단위를 작게하면 해결할 수 있지만, 페이지 매핑 과정이 복잡해져 비효율적이다.

세그멘테이션 기법

• 세그멘트 : 가상 메모리를 서로 크기가 다른 논리적 단위로 분할한 것

• 세그멘테이션 기법 : 프로세스를 물리적 단위인 페이지가 아닌 논리적 단위로 분할해서 메모리에 적재하는 방식

    ◦  페이징 : 소고기를 같은 크기로 잘라서 보관하는 것

    ◦  세그멘테이션 : 소고기를 부위 별로 잘라서 보관하는 것

• 의미가 같지 않는 논리적 내용을 기준으로 프로그램을 분할하기 때문에 각 조각의 크기가 동일하지 않다.

• 이러한 분할 방식을 제외하면 페이징과 동일하기 때문에, 매핑 테이블의 동작 방식은 페이징 기법과 동일하다.

• 단순 세그멘테이션

    ◦  각 프로세스는 여러 세그멘트로 나뉨

    ◦  외부 단편화 (발생 O), 내부 단편화 (발생 X)

    ◦  메모리 사용 효율 개선 및 동적 분할을 통한 오버헤드 감소 효과가 있다.

• 가상 메모리를 활용한 세그멘테이션

    ◦  필요하지 않은 세그멘트는 로드되지 않음. 필요한 세그멘트는 나중에 자동으로 불러들여짐

    ◦  복잡한 메모리 관리로 인한 오버헤드 발생할 수 있다.

• 장점

    ◦  내부 단편화 문제가 해소된다.

    ◦  보호와 공유 기능을 수행할 수 있다. 프로그램의 중요한 부분과 중요하지 않은 부분을 분리하여 저장할 수 있고,

         같은 코드 영역은 한 번에 저장할 수 있다.

• 단점

    ◦  외부 단편화 문제가 생길 수 있다.

참고자료

메모리 관리가 필요한 이유

• 멀티프로그래밍 환경으로 변화하면서 한정된 메모리를 효율적으로 사용할 필요가 생겼다.

• 프로세스는 독립된 메모리 공간을 갖고, 운영체제 혹은 다른 프로세스의 메모리 공간에 접근할 수 없기 때문에

    이를 자체적으로 관리하지 못한다.

• 운영체제만 메모리 영역과 프로세스 메모리 공간의 접근에 제약을 받지 않으므로 운영체제에서 이를 관리해줄 필요가 있다.

• 프로세스 주소

    ◦  논리적 주소(Logical address)

          -  CPU가 생성하는 주소. 가상 주소(Virtual address)라고도 부른다.

          -  프로세스마다 독립적으로 가지는 주소 공간 (힙/데이터/텍스트/스택 공간 등)

          -  프로세스 내부에서 사용하며 각 프로세스 마다 0의 주소 부터 시작한다.

    ◦  물리적 주소(Physical address)

          -  프로세스가 실행되기 위해 실제로 메모리(RAM)에 올라가는 위치

          -  Address Binding : 프로세스가 메모리의 어느 위치(어떤 물리적 주소)에 올라갈지 결정하는 작업

• 연속 할당 기법

    ◦  프로그램 전체를 하나의 커다란 공간에 연속적으로 할당하는 기법

    ◦  물리적 메모리를 다수의 분할로 나누어 하나의 분할에 하나의 프로세스가 적재되도록 한다.

    ◦  크게 고정 분할 방식과 가변 분할 방식으로 나뉜다.

• 불연속 할당 기법

    ◦  하나의 프로세스가 사용하는 메모리 공간이 연속적이어야 한다는 제약을 없앤 메모리 관리 방법

    ◦  프로그램의 일부가 서로 다른 주소 공간에 할당될 수 있다.

    ◦  불연속 할당 기법에서 등장하는 개념들

          -  페이지 : 고정 사이즈의 작은 프로세스 조각

          -  프레임 : 페이지 크기와 같은 주기억장치 메모리 조각

          -  단편화 : 기억 장치의 빈 공간 or 자료가 여러 조각으로 나뉘는 현상

          -  세그먼트 : 서로 다른 크기를 가진 논리적 블록이 연속적 공간에 배치되는 것

고정 분할 방식

• 물리적 메모리를 정해진 개수의 영구적인 분할로 나누어두고 각 분할에 하나의 프로세스를 적재하는 방식

• 동시에 메모리에 올릴 수 있는 프로그램 수가 고정되어 있으며, 수행 가능한 프로그램의 최대 크기 또한 제한되기 때문에

    가변분할 방식에 비해 융통성이 떨어진다.

• Internal/External Fragmentation이 발생할 수 있다.

가변 분할 방식

• 메모리에 적재되는 프로그램의 크기에 따라 분할의 크기, 개수를 동적으로 조절하는 방식

• 프로그램의 크기를 고려하여 메모리를 할당하고, 이를 관리할 수 있는 기술이 필요한 방식이다.

• Internal Fragmentation은 발생하지 않지만, 메모리에 새로운 프로세스를 올릴 공간이 충분하지 않으면

    External Fragmentation이 발생할 수 있다.

    ◦  이는 컴팩션(compaction) 기법으로 해결 가능하지만, 비용이 매우 많이 든다.

          -  컴팩션 기법이란? : 중간중간 사용하지 않은채 뻥 뚫려있는 메모리 영역을 한쪽으로 모으기 위해 자원들을 한쪽으로 몰아넣는 기법

          -  수행중인 프로세스의 물리적 메모리 위치를 하나하나 옮겨야 하므로 비용이 매우 크다.

• 가변 분할 방식에서는 메모리 공간의 어디에 프로세스를 올려야 할지 결정해야 한다. (동적 메모리 할당 기법)

• 이를 결정하는 방법으로 아래 세가지 정도가 있다.

    ◦  최초 적합 방법

          -  가용 공간을 차례대로 살펴보면서 프로그램 크기 < 가용 공간 크기가 최초로 발견될 때 할당

          -  모든 가용 공간을 탐색할 필요가 없어 시간적으로 효율적이다.

    ◦  최적 적합 방법

          -  프로세스 크기 < 가용 공간 크기인 가장 작은 공간을 찾아 할당

          -  모든 가용 공간 리스트가 크기 순으로 정렬되어 있지 않으면 탐색에 오버헤드가 발생할 수 있다.

    ◦  최악 적합 방법

          -  프로세스 크기 < 가용 공간 크기인 가장 작은 큰 공간을 찾아 할당

          -  최적 적합과 동일하게 탐색 오버헤드가 발생할 수 있다.

참고자료

교착 상태(Deadlock) 개념

• 교착상태란? 시스템 자원에 대한 요구가 뒤엉킨 상태

• 둘 이상의 프로세스가 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 서로 기다릴 때 무한정 대기 상태에 빠지는 상황

• 데드락 발생 조건 (하나라도 성립하지 않으면 이는 해결 가능한 상황)

    ◦  상호 배제(Mutual exclusion)

          -  자원은 한번에 한 프로세스만 사용할 수 있음

    ◦  점유 대기(Hold and wait)

          -  최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서, 다른 프로세스에 할당되어 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하고 있는 상태

    ◦  비선점(No preemption)

          -  다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때까지 강제로 뺏을 수 없음

    ◦  순환 대기(Circular wait)

          -  각 프로세스가 순환하는 형태로 다음 프로세스가 요구하는 자원을 가지고 있음

교착 상태를 해결하는 방법

예방(prevention)

• 데드락 발생 조건 중 하나를 제거함으로써 해결하는 방법

    ◦  상호배제 부정 : 여러 프로세스가 공유 자원을 사용할 수 있도록 허용

    ◦  점유대기 부정 : 프로세스 실행 전 모든 자원을 할당

    ◦  비선점 부정 : 자원을 점유 중인 프로세스가 다른 자원을 요구할 때, 가진 자원은 반납하도록 제한

    ◦  순환대기 부정 : 자원에 고유번호 할당하여 순서대로 자원을 요구하도록 제한

• 단점

    ◦  시스템 처리량 및 효율성을 떨어트린다

회피(avoidance)

• 데드락이 발생하지 않도록 알고리즘을 설계하는 방법

• 은행원 알고리즘(Banker's Algorithm)

    ◦  은행이 항상 최소 한 명에게 대출해줄 금액은 보유하고 있어야 함에서 유래

    ◦  해당 고객이 대출금을 반환하면 생긴 돈으로 다른 사람의 대출을 해결할 수 있다.

    ◦  특정 프로세스에 자원을 할당해주고 반환받을 수 있는 상태 = 안전 상태

    ◦  프로세스에 자원을 할당해줄수도, 돌려 받을수도 없는 상태 = 불안전 상태

          -  교착상태는 불안전상태에 속한다. (T)

          -  불안전상태는 교착상태에 속한다 (F)

    ◦  안전상태면 자원을 할당하고, 불안전 상태면 다른 프로세스들이 자원을 반환할 때까지 대기함으로써 교착 상태가 발생하지 않는

         환경을 조성하는 방법이다.

    ◦  이 알고리즘이 제대로 수행되기 위해서는 아래의 3가지 정보가 필요하다.

          -  각 고객들이 최대 얼마의 돈을 요구할지 (Max) = 각 프로세스가 자원을 최대 얼마나 요청할 수 있는지

          -  고객들이 현재 빌린 돈이 얼마인지 (Allocated) = 각 프로세스가 현재 보유하고 있는 자원이 얼마인지

          -  은행이 보유한 돈이 얼마인지, 빌려줄 수 있는 돈이 얼마인지 (Available) = 시스템이 자원을 얼마나 보유하고 있는지.

• 단점

    ◦  할당할 수 있는 자원의 수가 일정해야 한다. (자원 이용도가 낮다.)

    ◦  사용자 수가 일정해야 한다.

    ◦  최대 자원 요구량을 미리 알아야 한다.

    ◦  프로세스들은 유한한 시간 안에 자원을 반납해야 한다.

    ◦  복잡하고, 자원 이용에 제약이 많고, 알고리즘 수행시 오버헤드가 발생할 수 있다.

    ◦  즉 실제 돌아가는 프로그램에 적용하기 상당히 어렵다. → 현재 주로 채택되는 방식이 아님

탐지(Detection), 회복(Recovery)

• 교착 상태의 발생을 허용한 다음 회복시키는 방법

• 탐지(Detection)

    ◦  Allocation, Request, Available 등으로 시스템에 데드락이 발생했는지 여부를 탐색하는 방법

    ◦  은행원 알고리즘에서와 유사하게 현재 시스템의 자원 할당 상태를 가지고 파악할 수 있다.

    ◦  자원 할당 그래프를 통해 교착 상태를 탐지하는 방법도 있다.

          -  단, 이 방법은 자원 할당 그래프를 만드는데 오버헤드가 발생할 수 있으니 주의가 필요하다.

• 회복(Recovery)

    ◦  교착 상태 일으킨 프로세스를 종료하거나, 할당된 자원을 해제시켜 회복하는 방법

    ◦  프로세스 종료 방법은 아래의 두가지 종류가 있다.

          -  교착 상태에 놓인 프로세스 전체를 종료시키는 방법

          -  교착 상태가 제거될 때까지 프로세스를 하나씩 종료시키는 방법

    ◦   할당된 자원을 해제시켜 회복하는 방법 : 자원 선점

          -  교착 상태의 프로세스를 일시정지 시키고, 해당 프로세스가 점유하고 있는 자원을 선점해 다른 프로세스에 할당하는 방식이다.

          -  우선 순위가 낮은 프로세스 / 수행 횟수가 적은 프로세스가 우선적으로 선점된다.

무시

• 회복과정의 성능저하가 심하다면 해당 교착 상태를 무시하는게 오히려 좋을 수 있다.

• 무시된 교착상태의 프로세스들은 시간이 지나면 자연스럽게 time-out 되어 종료된다.

• 현대의 운영체제들이 가장 많이 채택하는 방법이라고 한다 (!)

식사하는 철학자 문제

• 교착 상태를 설명하는 대표적인 알고리즘 문제로, 문제의 내용은 아래와 같다.

    ◦   철학자가 생각에 빠져 있을 때는 아무런 액션을 취하지 않지만, 때때로 배가 고파진다. 밥을 먹기 위해서는 포크 두 개가 필요하다.

    ◦   왼쪽 포크가 사용 가능해질 때까지 대기한다. 만약 사용 가능하다면 집어든다.

    ◦   오른쪽 포크가 사용 가능해질 때까지 대기한다. 만약 사용 가능하다면 집어든다.

    ◦   포크 두 개를 잡으면 일정 시간 동안 밥을 먹을 수 있다.

    ◦   식사가 끝나면 사용한 포크 두 개를 내려놓는다.

    ◦   철학자는 다시 생각에 빠진다.

    ◦   배가 고픈데 일정 시간동안 식사를 못하면 철학자는 굶어죽는다!

• 이 때 만약 모든 철학자가 동시에 왼쪽 포크를 잡으면, 모두 오른쪽의 포크가 사용 가능해질 때까지 기다려야 한다.

    ◦   모든 철학자가 영원히 3번 상태에 머물러있는 교착 상태가 발생한다.

    ◦   무한 교착 상태로 인해 기아 현상이 발생하고, 철학자는 굶어 죽게된다!

• 몇가지 해결 방법

    ◦   왼쪽 포크를 들고나서 오른쪽 포크를 들 수 있나 보고, 안되면 포크를 내려놓는다.

          그리고 랜덤한 시간동안 기다린 다음 이를 다시 시도한다.

          -  모두가 동시에 왼쪽 포크를 잡아도 해도 서로 기다리는시간이 다르기 때문에 결국 누군가는 식사를 할 수 있지만,

              낮은 확률로 starvation이 발생할 수 있다.

          -  기아 현상이 절대 발생하면 안되는 환경(원자력발전소, 비행기 등)에서는 사용 불가능한 방법이다.

    ◦   식사할 수 있는 상황을 하나의 뮤텍스(Mutex)로 관리한다.

          -  한번에 한 명씩 반드시 식사를 할 수 있다. 하지만 한 명이 밥을 먹는 동안 맞은편의 철학자도 포크 두개를 잡을 수 있는 상황이다.

             즉 교착상태가 발생하지 않음이 보장되기는 하나, 자원의 낭비가 발생한다.

    ◦   세마포어와 몇가지 규칙을 잘 사용하면 식사하는 철학자 문제를 완벽하게 해결할 수 있다.

          -  간단히 설명하면 철학자의 상태를 식사 중, 식사 대기 중으로 표현하고, 자신의 양쪽이 식사 중이 아니면 식사를 할 수 있도록

             세마포어 형태로 관리하는 방법이다. 이 방법을 사용하면 주어진 상황에서 최대한 많은 철학자들이 교착상태 없이 식사를 할 수

             있다.

참고자료

인터럽트 개념

• 현재 실행 중인 작업을 중단하고 발생한 상황에 대한 우선 처리가 필요함을 CPU 에게 알리는 하드웨어 기법

• 하드웨어가 자체적으로 변화를 체크하여 일정한 동작을 하는 방식

    ◦  하드웨어의 지원을 받아야 하는 제약이 있지만, 폴링 방식에 비해 신속한 대응이 가능하다.

• 외부/내부 인터럽트는 CPU의 하드웨어 신호에 의해 발생한다.

    ◦  외부 인터럽트

         -  외부 신호, 입출력 장치, 기계 이상 등의 외부적인 요인으로 발생

    ◦  내부 인터럽트

         -  Trap 이라고 부르며, 잘못된 연산이나 데이터를 사용할 때 발생

         -  예) 0으로 나누기, 오버플로우, Exception 등

• 소프트웨어 인터럽트는 명령어의 요청에 의해 발생한다.

    ◦  사용자가 프로그램을 실행시키는 경우

    ◦  소프트웨어 이용 중에 다른 프로세스를 실행시키는 경우 (시분할 처리를 위해 자원 할당 동작이 수행됨)

동기/비동기적 인터럽트

• 동기적 인터럽트

    ◦  CPU가 작업을 실행하는 도중 인터럽트가 도착해도 현재 작업을 마친 뒤에 인터럽트를 발생시킨다.

         -  CPU 하드웨어에는 인터럽트 요청 라인이라고 불리는 선이 하나 있는데, CPU는 매 명령을 끝내고 다음 명령을 수행하기 전

             이 선을 검사한다.

• 비동기적 인터럽트

    ◦  별개의 하드웨어 장치가 CPU 클락 신호와 상관없이 즉각적으로 인터럽트를 발생시키고, CPU는 실행중인 작업들을 일시 중지한 다음

         발생한 인터럽트 작업을 수행하게 된다.

    ◦  일반적인 인터럽트는 비동기적 인터럽트를 의미한다.

인터럽트 처리 과정

• 인터럽트가 발생하면 현재 수행 중이던 프로그램의 레지스터 값 및 상태 정보를 스택에 저장한 뒤,

    인터럽트 서비스 루틴으로 이동해 인터럽트를 처리한다.

    ◦  인터럽트 서비스 루틴 = 인터럽트에 대응하여 특정 기능을 처리하는 기계어 코드 루틴

• 작업이 끝나면 스택에 저장해두었던 정보를 기반으로 원래 위치로 돌아와 기존 작업을 이어서 수행한다.

• 폴링 방식

    ◦  사용자가 명령어로 입력값을 계속 읽어 특정 작업을 해야할 시기를 감지하는 방식

    ◦  폴링을 하는 동안에는 기존 작업을 수행할 수 없어 인터럽트 방식에 비해 처리 속도가 느리다

인터럽트와 이중 모드

• 이중 모드에서는 아래의 두가지 모드가 존재한다.

    ◦  사용자(User) 모드

    ◦  관리자(Supervisor) 모드

         -  관리자 모드에서만 내릴 수 있는 명령을 특권 명령(privileged instruction) 이라고 하며,

             STOP, HALT, RESET, SET_TIMER 등이 있다.

         -  이중 모드는 CPU 내부의 레지스터의 비트를 활용하여 나타낸다.

         -  예) 특권 모드일 때는 비트 값이 0 / 사용자 모드일 때는 비트 값이 1

• 사용자 모드에서 하드웨어 자원에 직접 접근하는 것은 매우 위험하므로,

    프로그램 소프트웨어에서 인터럽트를 발생시켜 운영체제의 관리자 모드에 해당 작업을 위임하자.

    ◦  만약 사용자 모드에서 특권 명령을 사용하려고 하면 CPU가 내부 인터럽트를 발생시켜 해당 명령어를 요청한 프로그램을

         강제로 종료시킬 것이다.

• 애플리케이션이 실행되는 동안 두 모드의 변경이 반복적으로 일어난다.

    ◦  컴퓨터 부팅 과정 (관리자 모드)

    ◦  애플리케이션 실행 과정 (관리자 모드)

    ◦  애플리케이션 실행중 (사용자 모드)

    ◦  인터럽트 발생 후 처리 과정 (관리자 모드)

    ◦  인터럽트 처리 후 (사용자 모드)

• 인터럽트와 이중모드

    ◦  하드웨어 인터럽트 발생, CPU로 인터럽트 전달 (사용자 모드)

    ◦  CPU : 모드 플래그를 관리자 모드로 변경

    ◦  해당 하드웨어 인터럽트 서비스 루틴(ISR)으로 이동 (관리자 모드)

    ◦  인터럽트 처리 (관리자 모드)

    ◦  CPU : 모드 플래그를 사용자 모드로 변경

    ◦  원래의 애플리케이션 위치로 복귀 (사용자 모드)

참고자료