[쉽게 배우는 운영체제] 5장 연습문제(심화문제) 정답 [OS]

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연습문제

1. 프로세스 간 통신에서 데이터를 양방향으로 전송 가능하지만 동시 전송은 불가능하고 특정 시점에 한쪽 방향으로만 전송할 수 있는 통신 방식은 무엇인가?

   반양방향 통신

 

 

2. 상태 변화를 살펴보기 위해 반복문을 무한 실행하며 기다리는 것을 무엇이라 하는가?

   바쁜 대기

 

 

3. 프로세스 간 통신에서 대기가 없는 통신과 대기가 있는 통신의 예를 각각 제시하시오.

대기가 없는 통신	대기가 있는 통신
전역변수, 파일	소켓, 파이프

 

 

4. 파이프를 이용하여 통신할 때 파이프를 2개 사용하는 이유는 무엇인가?

   파이프는 단방향이다. 2개를 사용하면 양방향 통신이 가능하다.

 

 

5. 공유 자원을 병행적으로 읽거나 쓰는 상황을 무엇이라 하는가?

   경쟁 조건

 

 

6. 공유 자원의 접근 순서에 따라 실행 결과가 달라지는 프로그램의 영역은 무엇인가?

   임계구역

 

 

7. 임계구역 해결 조건 중 한 프로세스가 임계구역에 들어갔을 때 다른 프로세스는 임계구역에 들어갈 수 없는 조건을 무엇이라 하는가?

   상호 배제

 

 

8. 임계구역 해결 조건 중 한 프로세스가 다른 프로세스의 진행을 방해해서는 안 된다는 조건을 무엇이라 하는가?

   진행의 융통성

 

 

9. 임계구역 문제를 하드웨어적으로 해결한 방식으로, 하드웨어의 지원을 받아 명령어를 실행하는 도중에 타임아웃이 걸리지 않도록 하는 방식을 무엇이라 하는가?

   검사와 지정

 

 

10. 세마포어의 Semaphore(n)에서 n은 무엇을 가리키는가?

   사용 가능한 자원의 수

 

 

11. 세마포어에서 내부 변수를 RS라고 할 때 세마포어 P()의 내부 코드를 쓰시오.

   if RS>0 then RS = RS - 1;

   else block();

 

 

12. 세마포어에서 내부 변수를 RS라고 할 때 세마포어 V()의 내부 코드를 쓰시오.

   RS = RS + 1;

   wake_up();

 

 

13. 세마포어가 제대로 작동하지 않는 경우를 설명하시오.

   세마포어를 사용하지 않고 바로 임계구역에 들어간 경우

   P()를 두 번 사용하여 wake_up신호가 발생하지 않는 경우

   P()와 V()를 반대로 사용하여 상호 배제가 보장되지 않은 경우

 

 

14. 세마포어의 내부 코드도 타임아웃이 걸리면 문제가 발생할 수도 있다. 그래서 내부 코드는 무엇으로 보호받는가?

   검사와 지정

 

 

15. 공유 자원을 내부적으로 숨기고 공유자원에 접근하기 위한 인터페이스만 제공함으로써 자원을 보호하고 프로세스 간에 동기화를 시키는 것으로, 세마포어의 단점을 해결하면서 임계구역 문제를 해결한 방식은 무엇인가?

   모니터

 

 

 

 

심화문제

1. 프로세스 간 통신을 통신 방향에 따라 분류하여 설명하시오.

    양방향 통신 : 데이터를 동시에 양쪽 방향으로 전송할 수 있는 구조 (소켓)

    반양방향 통신 : 데이터를 양쪽 방향으로 전송할 수 있지만 동시 전송은 불가능 (무전기)

    단방향 통신 : 데이터를 한쪽 방향으로만 전송할 수 있는 구조 (파이프)

 

 

2. 대기가 있는 통신과 대기가 없는 통신의 의미를 설명하고 적절한 예를 제시하시오.

    대기가 있는 통신 : 동기화 지원(파이프, 소켓)

    데이터를 받는 쪽은 데이터가 도착할 때까지 자동으로 대기 상태에 머물러 있다.

 

    대기가 없는 통신 : 동기화 지원 X(전역 변수와 파일)

    데이터를 받는 쪽은 바쁜 대기를 사용하여 데이터가 도착했는지 여부를 직접 확인한다.

 

 

3. 실생활의 예를 들어 임계구역 문제를 설명하시오.

    주방의 믹서기는 공유가 불가능한 자원으로서 주방의 임계구역이다. 믹서가 돌아가면 다른 재료들은 믹서가 멈출 때까지 기다려야 한다.

 

 

4. 다음 코드의 문제점을 설명하시오.

 

    프로세스 P1이 while(lock == true);을 실행하고 바로 프로세스 P2가 while(lock == true);를 실행하면 둘 다 임계구역에 진입하는 상호 배제 문제가 발생한다.

 

 

5. 다음 코드의 문제점을 설명하시오.

    한 프로세스가 두 번 연달아 임계구역에 진입하고 싶어도 그럴수없다. 프로세스의 우선순위에 상관없이 번갈아가며 임계구역에 진입하는 진행의 융통성 문제가 발생한다.

 

 

6. 파일을 이용하여 Test라는 문자를 주고받는 코드를 작성하시오.

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

void main()
{
    int pid, fd;
    char buf[5];

    fd = open("com.txt", O_RDWR);
    pid = fork();

    if (pid < 0 || fd < 0)
        exit(-1);
    else if (pid == 0)
    {
        write(fd, "Test", 5);
        close(fd);
        exit(0);
    }
    else
    {
        wait(0);
        lseek(fd, 0, SEEK_SET);
        read(fd, buf, 5);
        printf("%s", buf);
        close(fd);
        exit(0);
    }
}

 

 

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