기술사 학습노트 | imt-log

기술사 학습노트› 시스템 아키텍처› 운영체제 핵심

System Architecture · 한장정리

[기술사토픽] 운영체제 핵심 개념 완벽 정리 - 한장정리

프로세스·스레드 관리, CPU 스케줄링 알고리즘, 메모리 관리(페이징·세그멘테이션), 가상화까지 완벽 정리합니다.

운영체제프로세스스레드CPU스케줄링페이징가상화정보관리기술사

Ⅰ.프로세스 & 스레드

구분	프로세스	스레드
정의	독립 실행 프로그램의 인스턴스	프로세스 내 실행 흐름 단위
메모리	독립된 주소 공간	힙·데이터·코드 공유 (스택만 독립)
통신	IPC(파이프·소켓·공유메모리)	직접 공유 메모리 접근
컨텍스트 스위칭	비용 큼 (전체 PCB 저장)	비용 작음 (TCB만)
장애 영향	다른 프로세스에 영향 없음	같은 프로세스 내 전체 영향

나. CPU 스케줄링 알고리즘

알고리즘	방식	장점	단점
FCFS	도착 순서대로 처리	단순	호위 효과(Convoy Effect)
SJF	실행시간 짧은 것 먼저	평균 대기 최소	기아(Starvation)·예측 어려움
Round Robin	시간 할당량(퀀텀) 순환	공평·응답 빠름	퀀텀 크기 선택 중요
우선순위	우선순위 높은 것 먼저	중요 작업 우선	기아→에이징으로 해결
MLFQ	다단계 피드백 큐	CPU 버스트 자동 분류	복잡

Ⅱ.메모리 관리 & 가상화

가. 페이징 & 세그멘테이션

방식	단위	외부단편화	내부단편화	특징
페이징	고정 크기 페이지	없음	있음	TLB로 주소변환 가속
세그멘테이션	가변 크기 세그먼트	있음	없음	논리적 단위. 코드/데이터/스택
세그페이징	세그먼트+페이징	없음	있음	혼합. 실제 OS 사용

가상 메모리: 물리 메모리보다 큰 주소 공간 제공. 페이지 폴트 시 디스크에서 스와핑.

나. 가상화(Virtualization)

유형	설명	예시
전가상화	하드웨어 완전 에뮬레이션. 게스트OS 수정 불필요	VMware·VirtualBox
반가상화	하이퍼바이저 API 직접 호출. 성능 향상	Xen
컨테이너	OS 커널 공유. 격리된 사용자 공간	Docker·LXC
서버리스	함수 단위 실행. 인프라 관리 불필요	AWS Lambda

시험 포인트

VM vs 컨테이너: VM=OS 전체 가상화 / 컨테이너=OS 커널 공유→더 가볍고 빠름.
페이지 교체 알고리즘: LRU(최근 미사용)·OPT(최적)·FIFO·Clock

Ⅲ.결론

결론

운영체제는 하드웨어와 SW의 중간자로 현대 컴퓨팅의 기반입니다.
클라우드 시대에는 컨테이너·서버리스로 OS 관리 부담이 줄어들고 있습니다.

"운영체제는 자원 관리자이자 추상화 레이어이다."

블로그: 기술사 학습노트 · imt-log.tistory.com

← 시스템 아키텍처 목록