인프런 워밍업 클럽 2기 - CS 1주차 미션

CS 1주차 미션

[운영체제]

질문 1. 아래 코드는 1초 마다 플레이어가 스킬을 사용했는지 체크하는 코드입니다. 이 방식은 폴링방식입니다. 1초마다 체크하기 때문에 성능에 좋지 않습니다. 이를 해결하기 위한 방식으로 어떤 걸 이용해야 할까요?

while(true){
      wait(1); // 1초 멈춤
      bool isActivated = checkSkillActivated(); // 체크
    }

답변

인터럽트 방식을 이용합니다.

인터럽트 방식이란?

CPU가 입출력 명령을 내리고 다른 작업을 진행하며, 입출력이 발생하면 입출력 관리자가 CPU에게 신호를 보내주고, CPU는 해당 신호를 받아 ISR (인터럽트 서비스 루틴)을 실행하여 작업을 완료합니다.

질문 2. 프로그램과 프로세스가 어떻게 다른가요?

답변

프로그램

하드디스크와 같은 저장장치(HDD, SSD)에 저장된 명령문의 집합체.
애플리케이션 또는 앱이라고도 불립니다.
윈도우 운영체제에서는 .exe 확장자를 가지고 있습니다.
컴퓨터 관점에서는 저장장치만 사용하는 수동적 존재

프로세스

실행 중인 프로그램입니다.
하드디스크에 저장된 프로그램이 메모리에 올라갔을 때 실행 중인 프로그램 즉, 프로세스가 됩니다.
컴퓨터 관점에서 메모리와 CPU를 사용하며, 필요에 따라 입력과 출력도 하는 능동적 존재
프로세스의 구성 요소는 다음과 같습니다
- code
  - 자신을 실행하는 코드가 저장되어 있음
- data
  - 전역 변수와 스태틱 변수가 저장되어 있음
- heap
  - 프로그래머가 런타임 시 동적으로 할당할 수 있는 메모리 공간
- stack
  - 지역변수와 함수 호출 시 필요한 매개변수와 돌아갈 주소가 저장됨

질문 3. 멀티프로그래밍과 멀티프로세싱이 어떻게 다른가요?

답변

멀티 프로그래밍

메모리에 여러 프로세스가 올라온 것 (메모리 관점)

멀티 프로세싱

CPU가 시분할 처리로 여러 개의 프로세스를 처리하는 것 (CPU 관점)

단, 오늘 날의 OS에서는 멀티 프로그래밍과 멀티 프로세싱이 공존합니다.

질문 4. 운영체제는 프로세스를 관리하기 위해서 어떤 것을 사용하나요?

답변

프로세스가 만들어지면 운영체제는 PCB (Process Control Block)을 만들어 저장합니다.

운영체제는 PCB를 이용하여 프로세스를 관리하며, CPU가 프로세스 상태, 프로그램 카운터 등 PCB 내 정보들을 이용하여 프로세스를 처리할 수 있도록 합니다.

여러 프로세스가 있는 경우 PCB 또한 여러 개 만들어지게 되는데, 이 PCB들은 연결 리스트 구조로 저장이 됩니다.

프로세스가 종료되면 운영체제는 이 연결리스트에서 종료된 프로세스의 PCB를 제거합니다.

질문 5. 컨텍스트 스위칭이란 뭔가요?

답변

프로세스를 실행하는 중에 다른 프로세스를 실행하기 위해 실행중인 프로세스의 상태를 저장하고, 다른 프로세스의 상태값으로 교체하는 작업을 컨텍스트 스위칭이라고 합니다. PCB에 상태를 저장하기 때문에 컨텍스트 스위칭이 발생하면 PCB 내 프로세스 상태, 프로그램 카운터 및 레지스터 정보 등의 값이 변경됩니다.

[ 자료구조와 알고리즘 ]

질문 1. 여러분은 교실의 학생 정보를 저장하고 열람할 수 있는 관리 프로그램을 개발하려고 합니다. 이 때 여러분이라면 학생의 정보를 저장하기 위한 자료구조를 어떤 걸 선택하실 건가요? 이유를 함께 적어주세요.

답변

자료구조를 선택하기 전에 좀 더 조건(요구사항)을 다듬어야 할 것 같습니다.

다음은 임의로 정한 조건입니다.

교실에 최대 40명의 학생까지 존재할 수 있다.
학생의 정보는 자주 변경되지 않는다. (1년 주기로 변동)

위 조건에서는 해시 테이블을 이용하여 정보를 저장할 것 같습니다.

선택 이유는 다음과 같습니다.

성능 상 이점을 얻을 수 있습니다.
- key만 알면 value를 바로 구할 수 있기 때문에 정보 열람 시 O(1)의 성능을 보입니다.
- 정보가 자주 변경되지는 않겠지만, 변경 발생 시(추가, 변경, 삭제)에도 O(1)의 성능을 보입니다.
각각의 학생은 고유한 데이터이기 때문에 중복되는 데이터가 없어 key-value 형태로 관리하기에 유리합니다.

질문 2. 여러분은 고객의 주문을 받는 프로그램을 개발하려고 합니다. 주문은 들어온 순서대로 처리됩니다. 이 때 여러분이라면 어떤 자료구조를 선택하실 건가요? 이유를 함께 적어주세요.

답변

주문이 들어온 순서대로 처리되어야 하기 때문에, FIFO(First-in-First-out)의 특징을 가진 큐(Queue) 자료구조를 선택하겠습니다.