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Computer Science82

13 Hard disk & Flash memory (보조기억장치) 하드 디스크(하드 드라이브 또는 HDD)는 컴퓨터 시스템에서 데이터를 저장하는 주요 저장 장치 중 하나입니다. 이는 전기적인 기계적인 시스템으로 이루어져 있으며, 데이터를 비휘발성으로 저장합니다. 즉, 전원이 꺼져도 데이터는 보존됩니다. 하드디스크의 구성 플래터(Platter): 하드 디스크에는 하나 이상의 원형 디스크가 있습니다. 각 디스크는 매우 얇게 만들어진 금속 또는 유리 재질의 플래터입니다. 플래터의 표면에는 자기적으로 기록된 데이터가 저장됩니다. 헤드(Head): 각 플래터 위에는 읽기/쓰기 작업을 수행하는 헤드가 있습니다. 헤드는 실제로 플래터의 표면에 접촉하지 않고 약간의 간격을 유지하면서 데이터를 읽거나 쓸 수 있도록 설계되어 있습니다. 암(Arm): 헤드는 암에 부착되어 있습니다. 암은.. 2024. 1. 5.

9 Process Synchronization (프로세스 동기화) 프로세스 동기화는 다중 프로세스 또는 스레드가 함께 공유된 자원에 동시에 접근할 때 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위한 기술이며 스레드 역시 동기화의 대상이지만 편의상 프로세스와 스레드를 합쳐서 프로세스 동기화라고 합니다. 즉, 프로세스들이 질서 없이 실행된다면 시스템 오류가 일어날 가능성이 높습니다. 그렇기 때문에 프로세스들의 수행 시기를 맞추는 것이 필요하며 프로세스 동기화는 상호 배제와 순서 보장의 원칙에 기반합니다. 상호 배제 (Mutual Exclusion) 오직 하나의 프로세스만이 공유 자원에 접근할 수 있도록 하는 원칙입니다. Critical Section(임계 영역)이라 불리는 코드 영역에서는 한 번에 하나의 프로세스만이 실행되어야 합니다. 예시 1) Bank account problem.. 2023. 12. 31.

12 Cache Memory (캐시 메모리) 캐시 메모리는 컴퓨터 시스템의 성능을 향상시키기 위해 사용되는 중요한 요소 중 하나입니다. 주로 프로세서와 주 기억장치(주 메모리) 간의 속도 차이를 극복하기 위한 목적으로 사용됩니다. 캐시 메모리는 주로 빠른 속도로 접근할 수 있는 작은 용량의 메모리입니다. 이를 통해 프로세서가 더 빠르게 데이터에 접근할 수 있어 전반적인 시스템 성능이 향상됩니다. 캐시 메모리의 종류 레벨 1 캐시(L1 Cache): 프로세서에 내장된 가장 빠른 캐시로, 소량의 데이터와 명령어를 저장합니다. 레벨 2 캐시(L2 Cache): L1 캐시보다 크고 느리지만 여전히 빠른 캐시로, 여러 코어가 공유하는 경우가 많습니다. 레벨 3 캐시(L3 Cache): 더 크고 느린 캐시로, 여러 코어 사이에서 공유됩니다. L3 캐시메모리는.. 2023. 12. 31.

18 Network full flow 1) 응용 계층: 어플리케이션 등에서 사용하는 데이터를 송수신하는데 필요 ex) HTTP, DNS, SMTP, POP3 2) 전송 계층: 목적지에 정확하게 데이터를 전달하는데 필요 (Port Number) ex) TCP, UDP 3) 네트워크 계층: 다른 네트워크에 있는 목적지에 데이터를 전달하는데 필요 ex) IP address 4) 데이터 링크 계층: 랜에서 데이터를 송수신 하는데 필요 ex) MAC address 5) 물리 계층: 데이터를 전기 신호로 변환하는데 필요 A 컴퓨터에서 웹 서버에 요청을 하는데 중간에 스위치와 라우터가 있다고 가정해보고 데이터의 흐름을 확인해보겠습니다. 전체적인 데이터의 흐름은 다음과 같습니다. A 컴퓨터에서 데이터는 캡슐화된 다음 전기신호를 통해 스위치A로 이동... .. 2023. 12. 31.

17 DNS (feat. SMTP & POP3) DNS(도메인 이름 시스템)은 인터넷에서 사용되는 도메인 이름과 IP 주소를 매핑하는 역할을 하는 시스템입니다. 각 웹사이트마다 서버를 가지고 있기 때문에 IP 주소가 다 다릅니다. 그런데 IP 주소는 숫자로 구성되어 있기 때문에 사람들이 쉽게 기억할 수가 없기 때문에 DNS가 도입되었습니다. 즉, DNS는 사용자가 읽기 쉽고 이해하기 쉬운 도메인 이름(예: http://www.google.com)을 컴퓨터가 이해하기 쉬운 IP 주소(예: 192.168.1.1)로 변환합니다. 그리고 도메인 이름 앞에 www는 호스트 이이라고 합니다. DNS는 전체적으로 계층 구조로 이루어져 있으며, 다양한 역할을 하는 여러 유형의 DNS 서버로 구성됩니다. 루트 DNS 서버: 인터넷의 가장 상위에 위치하며, 모든 DNS.. 2023. 12. 31.

16 Application Layer outline (feat. WEB) 지난 포스팅에서 다뤘던 운송 계층에서는 출발지와 도착지의 Port를 정한다고 했었습니다. 응용 계층에서는 Port가 어떤 Application을 말하는지 정하는 역할을 합니다. 예를 들어, 웹 브라우저를 통해 구글에 들어갔다고 해봅시다. 이는 '구글이라는 서비스를 요청(=Client)'한다고 볼 수 있습니다. 그렇다면 서비스를 제공하는 쪽도 있겠죠. 바로 'Server'입니다. 이렇게 서비스를 제공하는 서버는 웹 브라우저 뿐 만 아니라 메일 서버, 파일 서버와 같이 다양한 서버들이 존재합니다. 이러한 어플리케이션들이 응용계층에서 동작하게 됩니다. 즉, 어플리케이션 간에 데이터를 주고받기 위해 필요한 계층입니다. 주요 응용 계층 프로토콜 HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 웹 브.. 2023. 12. 31.

15 Sequence & Acknowledgement number (일련번호와 확인응답번호) TCP 헤더 내용에 보면 일련번호(sequence number)와 확인 응답 번호(acknowlegement number)가 있습니다. TCP는 데이터를 분할해서 보내는데 일련번호는 수신 측에 데이터의 번호를 알려주는 역할을 하고 응답 번호는 수신 측이 몇 번째 데이터를 수신했는지 송신 측에 알려주는 역할을 합니다. 이 번호는 다음 데이터를 요청하는데 또 사용됩니다. 1) 데이터를 전송하기 전 일련번호 100번과 확인 응답 번호 200번이 결정 2) 수신 측에서 200번을 일련번호로 받은 데이터 200과 100을 더해 300번 데이터 요청 3) 송신 측에서 일련번호로 300번과 확인 응답 번호 200번을 수신측에 전송 4) 수신 측에서 300번의 데이터를 받았다고 일련번호 200번과 500번의 확인 응답.. 2023. 12. 30.

14 Transport Layer (Feat. TCP, UDP) 전송계층(Transport Layer)은 OSI 모델의 4번째 계층으로, 데이터의 전송을 관리하고 송신자와 수신자 간의 신뢰할 수 있는 통신을 제어하는 역할을 합니다. 전송계층의 특징 1) 신뢰성/정확성 - TCP(연결형 통신) 연결형 통신에서는 데이터 전송 전에 먼저 송신자와 수신자 간에 연결을 설정합니다. 이는 세션을 수립하는 과정으로, 송신자와 수신자 간의 신뢰성 있는 통신을 위해 필요합니다. 데이터를 전송하기 위해 캡슐화 과정에서 전송 계층의 헤더가 TCP가 붙으면 Segment라고 합니다. TCP의 특징은 신뢰성과 정확성이기 때문에 데이터를 전송하려면 연결(Connection)이라는 가상의 독점 통신로가 확보되야 합니다. TCP 헤더 안에 코드 비트는 6비트로 되어 있습니다. 여기서 SYN은 열.. 2023. 12. 30.

8 CPU Scheduling CPU 스케줄링은 운영 체제에서 여러 프로세스가 CPU를 공유하여 실행될 때, 어떤 순서로 CPU를 할당할지 결정하는 방법이나 정책을 의미합니다. 여러 프로세스가 동시에 실행될 수 있는 환경에서 CPU 스케줄러는 프로세스 간의 경쟁을 조절하고 효율적으로 CPU를 활용하기 위한 일련의 규칙과 알고리즘을 적용합니다. CPU 스케줄링의 목표 공평성(Fairness): 모든 프로세스에게 공평한 실행 기회를 제공하여, 어떤 프로세스도 지나치게 소홀히 받지 않도록 합니다. 처리량(Maximum Throughput): 단위 시간당 최대한 많은 프로세스를 실행하여 시스템의 처리량을 극대화합니다. 대기 시간 최소화(Minimizing Waiting Time): 프로세스가 CPU를 기다리는 시간을 최소화하여 응답 시간을 .. 2023. 12. 30.

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