운영체제 5장 풀이

목차

1. 디스크 스케줄링의 기본적인 목표는 무엇이며, 이 각각의 목표들은 왜 중요한가?
2. 다중 프로그래밍의 정도가 디스크 스케줄링에 대한 필요성에 어떠한 영향을 미치는가?
3. SSTF가 안쪽이나 바깥보다 가운데 트랙을 더 선호하게 되는 이유를 설명하시오.
4. 번호가 0부터 199인 200개의 트랙을 가진 유동 헤드 디스크가 있다. 헤드는 현재 트랙 143을 서비스하고 있고 조금 전에 트랙 125의 요청을 끝냈다. 만일 요청 큐가 FCFS 순으로
147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130과 같을 때 다음과 같은 스케줄링 알고리즘에서 이 요청들을 만족시키기 위해 필요한 헤드의 총 운동은 얼마인가?
5. FCFS를 제외한 모든 디스크 스케줄링 방법은 완전히 공정하지는 못하다.(즉, 기아 상태가 발생할 수 있다.)
6. SCAN이 SSTF보다 응답 시간의 편차가 적은 이유는?
7. C-SCAN의 처리량과 SCAN의 처리량을 비교하시오.
8. 어떤 면에서 SCAN이 SSTF보다 더 공평한가? 어떤 면에서 C-SCAN이 SCAN보다 더 공평한가?
9. 어떤 주어진 디스크 스케줄링 기법이 공평하다는 것을 어떻게 판단할 수 있는가? 디스크 스케줄링의 “공평함(fairness)"은 어느 정도 중요한가?
11. 디스크 스케줄링에서 일반적으로 지연시간 최적화를 하지 않는 이유가 무엇인지 설명하시오.
12. 불연속 할당이 연속 할당보다 더 좋은 점이 있다면 무엇인지 설명하시오.
14. 블럭킹(blocking)에 대해서 설명하시오.
15. 순차 파일, 색인 순차 파일, 직접 파일의 장단점을 비교하고, 적합한 응용을 예를 들어 설명하시오.
17. 색인된 순차 파일을 순차 접근하는 것보다 순차 파일을 순차 접근하는 것이 훨씬 빠르다. 이유는 무엇인가?
18. 파일의 보호 기법을 설명하고, 그 중 가장 합리적인 보호기법이 무엇인지 설명하시오.
19. 디렉터리 구조에서 각 구조의 특징을 설명하고, 가장 합리적인 디텍터리 구조는 무엇인지 설명하시오.

본문내용

기 위해 더 많은 공간을 확보해야 하므로 공간의 낭비가 심하고 단편화 현상이 일어나 주기적인 집약이 필요하다. 하지만 불연속 할당에서는 보조기억장치의 가용공간리스트를 이용하기 때문에 연속할당에서와 같은 집약은 필요 없게 된다.
14. 블럭킹(blocking)에 대해서 설명하시오.
파일 시스템은 필요에 따라 자동적으로 바이트들을 물리적인 디스크 블록으로 패킹 또는 언패킹한다.
블록킹 인수 : 논리적 레코드가 물리적 레코드로 패킹된 정도
파일은 불록의 연속체이며 모든 기본적인 입출력은 블록 단위로 수행
내부 단편화 발생
15. 순차 파일, 색인 순차 파일, 직접 파일의 장단점을 비교하고, 적합한 응용을 예를 들어 설명하시오.
장점
단점
순차 파일
기록밀도가 높아 기억공간을 효율적으로 사용 가능
다음 레코드에 빠른 접근 가능
파일에 새로운 레코드를 삽입/삭제 하는 경우 파일전체를 복사해야하므로 많은 시간 소요
데이터 검색시 처음부터 순차적으로 하기 때문에 검색효율이 낮음
색인 순차 파일
파일 구조가 융통성이 많음
검색 성능이 우수
설계시 고려사항이 많음(필드배열, 키필드, 예상되는 레코드 삽입, 파일 구현방식 등)
직접 파일
파일의 각 레코드에 직접 접근하거나 기록 가능
접근시간이 빠르고 레코드의 삽입/삭제/갱신이 용이함
레코드의 주소 변환 과정이 필요
기억공간의 효율 저하
키 값의 순서에 의한 순차검색 힘듦
17. 색인된 순차 파일을 순차 접근하는 것보다 순차 파일을 순차 접근하는 것이 훨씬 빠르다. 이유는 무엇인가?
색인된 순차 파일은 직접 접근 기억장치(DASD)에 저장된다. 레코드는 각 레코드의 키 값에 따라 논리적 순으로 배열되어 실제 다음 레코드가 현 레코드의 바로 뒤에 저장되지 않는다. 따라서 순차 접근 기억장치(SASD)에 저장되는 순차 파일을 순차 접근하는 것이 훨씬 빠르다.
18. 파일의 보호 기법을 설명하고, 그 중 가장 합리적인 보호기법이 무엇인지 설명하시오.
1) 파일 이름(naming)
어떤 사용자가 자신이 이름을 부여한 파일이 아니거나, 공유가 허용되었다 할지라도 다른 사용자 파일의 이름을 알지 못하는 경우에는 접근 대상에서 제외시킴.
2) 암호(password)
각 파일에 암호를 부여하고 이 암호를 아는 사용자에게만 파일 접근을 허용함.
3) 접근제어 (access control)
사용자에 따라 접근이 가능한 유형을 다르게 명시함으로서, 각 파일이나 디렉터리에 명시된 접근 가능한 사용자와 가능한 동작을 운영 체제가 참조하여 접근 여부를 결정하는 것.
파일의 보호기법은 각각 장단점이 있어 시스템의 용도와 적용 대상에 따라 적절한 선택이 필요하다.
19. 디렉터리 구조에서 각 구조의 특징을 설명하고, 가장 합리적인 디텍터리 구조는 무엇인지 설명하시오.
1) 일단계 구조 디렉터리
모든 파일들을 같은 디렉터리 내에 위치시킴.
모든 파일들은 같은 디렉터리 내에 있기 때문에 모두 상이한 이름을 가져야 하므로 상당한 제약 조건이 따름.
2) 이단계 구조 디렉터리
각 사용자는 자신의 사용자 파일 디렉터리(UFD : User File Directory)를 가지고, 각 사용자 디렉터리는 오직 한 사용자 파일만을 기술함.
마스터 파일 디렉터리(MFD : Master File Directory)에는 사용자의 이름이 등록되어 있고, 각 항목은 한 사람의 사용자에 대한 사용자 디렉터리를 가리킴.
문제점 : 한 사용자가 다른 사용자로부터 독립된다는 점.
(사용자들이 어떤 업무에 있어서 협력하기를 원하거나 파일들을 공유하며 사용하기를 원할 때는 단점이 됨.)
이단계 디렉터리는 이단계 트리(tree)를 생각할 수 있는데, 트리의 루트(root)는 MFD이고, 직계 자손은 UFD이며, UFD의 자손은 파일 자체임.
3) 트리 구조 디렉터리
사용자들이 자신의 서브 디렉터리(sub-directory)들을 생성하게 하고 그것에 따라 자신의 파일을 구성하도록 하는 것.
디렉터리 또는 서브 디렉터리는 일단의 파일이나 또다른 서브 디렉터리들을 가지고 있으며, 모든 디렉터리들은 내부적으로 같은 형식(format)을 가지고 있음.
경로 이름에는 절대 경로 이름(absolute path name)과 상대 경로 이름(relative path name)의 두 가지 유형이 있음.
- 절대 경로 이름 : 루트에서 시작하여 해당 파일이나 서브 디렉터리에 이르는 경로 상의 모든 디렉터리 이름을 정의함.
- 상대 경로 이름 : 현재 디렉터리에서부터의 경로를 정의함.
아래 그림과 같은 트리 구조 파일 시스템에서 현재 디렉터리가 root/sys/class이라면, 상대 경로 이름 printer는 절대 경로 이름 root /sys/class /printer가 참조하는 것과 같은 파일을 참조함.
4) 비순환 구조 디렉터리
트리구조로 된 디렉터리 시스템 중 가장 일반적인 방법이 비순환 그래프(acyclic graph)임.
비순환 그래프는 디렉터리들이 서브 디렉터리나 파일을 공유할 수 있도록 허용하며 순환(cycle)을 허용하지 않음.
비순환 그래프 디렉터리 구조는 단순한 트리 구조보다 융통성은 좋으나 그 구조가 너무 복잡하기 때문에 여러 가지 문제들을 조심스럽게 고려해야 함.
하나의 파일이 여러 개의 완전한 경로 이름을 가지고 있으므로 서로 다른 경로 이름이 같은 파일을 가리키는 경우도 있을 수 있음.
(프로그래밍 언어에서 발생할 수 있는 앨리어싱(aliasing) 문제와 비슷한 성격을 가진다고 할 수 있음.)
5) 일반적인 그래프 디렉터리
현존하는 트리 구조 디렉터리에다 새로운 파일이나 서브 디렉터리들을 첨가하는 것은 그 트리 구조를 유지하는 것이 되나, 현존하는 트리 구조의 디렉터리에 링크를 첨가시키면 그 트리 구조는 파괴되고 일반적 그래프 구조가 생긴다.
그래프 구조를 디렉터리 시스템에 적용하면, 순환(cycle)이 허용되고 그래프 탐색(traversal) 알고리즘도 간단해 짐. (원하는 파일로의 접근이 용이해 짐.)
반면 디렉터리 시스템에 순환이 허용됨으로써 파일의 경우 무한 순환(infinite loop)이 가능하므로 전역 탐색에는 신중을 기해야 함.

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