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주사위 시뮬레이션 Python

시스템 성능 분석2021.3.20시스템 환경(사양)사용언어 및 인터프리터파이썬 3.9.2Random Number generator는 암호학, 컴퓨터게임등에다양하게 사용.암호학에서 RNG의 필요성 :암호학 관점에서 충분히 안전한 난수를 활용. 암호학적으로 안전하다는 것은 통계를냈을 때 정해진 규칙이나 암시할 수 있는 표현들을 찾을 수 없는 정도를 의미.사용자가 어떤 문서를 암호화 하고자 할때 항상 예측할 수 없게개인키, 비밀키등 항상 초기화 되야하고 새로운 키값이 나와야함.게임에서 RNG의 필요성 :게임의 결과를 예측할 수 없게 하기위해 난수를 발생시킴.이로인해 유저들을 더 흥미진진한 모험을 할 수 있게 유도함.결과를 예측 할 수 있으면 게임성, 재미가 떨어짐.RNG는 유저들이 예상하지 못했던 새로운 도전 과제를 지속적으로추가해 신선하고 흥미진진한 게임을 유지하는데 도움.아이템을 고를 확률 , 특정 이벤트를 고를 확률등 대부분의 게임 산업은 RNG를 채택.RNG의 대표적인 2가지True Random Numbers VS Pseudorandom NumbersTrue Random Numbers :숫자들의 예측가능성은 불확실하고, 사용자가 랜덤 알고리즘을 결정할 수 없음. 예측 불가능한 최상의 결과를 낼 수 있지만 현실적으로 많은 걸림돌이 있음.만약 사용자가 정말로 무작위적인 숫자를 만들어내기 위해 노력한다면, 자연적으로 발생하는 물리적 현상에 기초해야 할 것으로 예상.예를 들어 전기저항 소음, 방사성 붕괴, 공중파에서의 정적 , 바다의 파동같이 자연현상을 시스템에 포함해야 할 수도 있으며, 이는 Pseudorandom과 비교했을때 비용적으로도 효율적이지는 않을 것.실제로 소프트웨어에 의존하지 않고 하드웨어적 무작위성을 만들어내는 Hardware random number generators 장치가 있으나 사용범위가매우 한정적. 이 장치는 디스크 회전, 온도 측정, 네트워크 타이밍, 마우스 및 키보드 기계적이동성등을 반영해 랜덤을 발생시킴.Pseudorandom Numbers :사용자가 결정할 수 있는 난수 시스템이며 가장 보편적으로 널리사용됨. 숫자의 생산을 결정하기 위해 수학적 알고리즘을 사용하며, 시스템에 공급된 수치 또는 기본 시드값에 따라 달라짐. 매번 다른 출력을 얻으려면 가능한 다양한 시드값으로 시도하는 것이 중요.아래와 같이 현재 밀리초를 시드값으로 하여 계속 랜덤한 값을 뽑아낼 수는 있으나 만약 동일한 시드값을 사용하면 매번 동일한결과가 나오기 때문에 이는 실제로 랜덤이 아님.실제 게임시스템에서는 시간이 매 순간마다 흐르기 때문에아래와 같이 Pseudorandom RNG로 충분하다고 여겨짐.아래는 간단한 예시 코드이지만 실제 게임산업에서는 더 복잡한 알고리즘을 사용할 것이며 , 아무리 Pseudorandom RNG라고 할지라도 사용자가 실제 알고리즘을 획득하지 않는 한, 어떤 규칙으로 랜덤하게 숫자가 나오는지 해독하는것은 매우 어려울 것.int rand = (a * milliseconds + b) % cC언어 웹 컴파일러 사용 HYPERLINK "https://csacademy.com/workspace/" https://csacademy.com/workspace/C프로그램에서 난수생성 예시#include #include #include int main(){int i;srand(time(NULL));for (i = 1; i 29 -> 911 -> 9111 -> 7109순으로 입력.입력값 500(주사위 던지는 횟수) 763(시드값) 그래프대부분 균등하게 나왔으나 시드값이 763일 경우는 주사위 면 6이제일 출현횟수가 높음.입력값 500(주사위 던지는 횟수) 9111(시드값) 그래프거의 대부분 균등하게 나왔으나 주사위 면 3이 제일 적게 출현.주사위 던지기 실행 횟수를 30, 300, 3,000, 30,000 씩 실행시킨 결과를 비교하시오.300 1293 와 30000 1092 그래프결과값 대부분 약간 차이는 있으나 거의 균등 하게 출력.문제 해결에 사용된 소스코드 .import randomside = [0]*6nroll, seed = input().split(" ")nroll, seed = int(nroll),int(seed)random.seed(seed)for i in range(nroll):side[random.randrange(0,6)]+=1print(side)설명 :먼저 배열크기를 6으로 해서 만든 후 각 배열요소를 0으로 초기화 함.배열 크기가 6이기 때문에, 인덱싱 넘버는 0부터 5까지가 될 것이며 ,array[0]은 주사위 면 1이 될것.사용자로부터 시행횟수와 시드값을 입력받음.입력받은 값은 string형 이기 때문에 int로 형변환을 해줘야 함.random.seed(seed) 사용자가 입력한 시드값으로 시드 설정을 함.random.randrange(0,6)이 코드는 0부터 5사이의 랜덤한 값을 만들어냄.이 프로그램에서 인덱싱 넘버 0은 주사위면 1로 가정했으니까,만약 랜덤값이 5가 나오면 주사위 면 6이 출현한거랑 똑같음.side[random.randrange(0,6)]+=1랜덤값을 배열 인덱싱 넘버로 넘겨서 곧바로 +1을 해줌.즉, 해당 주사위 면이 1번 출현해서,그 해당 배열요소를 1 증가시킨 것임.+=연산자를 사용했기 때문에 각 배열 요소는 1씩 계속 누적해서 side 배열에 차곡차곡 값이 저장될 것.페이지 PAGE12 / NUMPAGES18

공학/기술| 2021.04.09| 12페이지| 1,000원| 조회(149)

난수, python, 주사위시뮬레이션

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베릴로그 1-digit BCD counter 설계 평가A+최고예요

디지털시스템설계 #5 Report2018. 6. 6 제출실험목적위 그림과 같은 입, 출력값을 가지는 2-digit BCD counter를 설계하는 것이 이번 실험내용.먼저 위의 블록도를 가진 1-digit BCD Counter 코드를 아래와 같이 설계함.1-digit BCD Counter 소스코드inc연산일 땐 Q가 9일땐 Q를 0으로 설정하고 아니라면 Q값을 하나 증가시켜줌.dec연산일 땐 Q가 0일땐 Q를 9로 설정하고, 아니라면 Q값을 하나 내려줌.TCup,TCdown 부분을 순차회로로 설계할 시 한 클럭이 지나고 그제서야 값이 반영되므로 값이 한 클럭 뒤로 나오는 현상이 있음.따라서 TCup,TCdown 부분을 처리할 땐 순차회로가 아닌 조합회로로 설계함.//-----------------------------------------------------------------------------//// Title : bcd// Design : bcd// Author :// Company :////-----------------------------------------------------------------------------//// File : bcd.v// Generated : Thu May 31 13:28:46 2018// From : interface description file// By : Itf2Vhdl ver. 1.22////-----------------------------------------------------------------------------//// Description :////-----------------------------------------------------------------------------`timescale 1 ns / 1 ps//{{ Section below this comment is automatically maintained// and may be overwritten//{module {bcd}}module bcd ( inc ,dec ,rstn ,clk ,Q ,TCup ,TCdown );output [3:0] Q ;reg [3:0] Q ;output TCup ;reg TCup ;output TCdown ;reg TCdown ;input inc ;wire inc ;input dec ;wire dec ;input rstn ;wire rstn ;input clk ;wire clk ;//}} End of automatically maintained section// -- Enter your statements here -- //always @ (posedge clk or negedge rstn) begin//rstn이 0일경우 클럭에 상관없이 무조건 모든값 리셋.if(!rstn) beginQ

공학/기술| 2021.04.09| 21페이지| 2,500원| 조회(390)

VHDL, verilog, 베릴로그, 디지털시스템설계

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운영체제 2장 연습문제 풀이 (그림으로 배우는 구조와 원리)

연습문제 34번. 운영체제 발전 목적은 ?편리성 : 편리성은 사용자에게 편리한 환경제공을 하기 위한 목적. 사용자가 프로그램을 편리하게 개발할 수 있는 환경뿐만아니라 응용프로그램에 대한 사용자 인터페이스, 즉 사용자와 컴퓨터 시스템이 정보 및 명령을 상호 교환할 수 있는 인터페이스를 제공해야함.효율성 : 시스템성능, 연산처리량, 신뢰도, 사용가능도향상을 위한 목적.시스템 성능은 다음기준에 따라 평가.처리량은 단위시간당 처리하는 작업량.지연〮응답시간은 사용자가 시스템에 작업을 의뢰한 후 반응을 얻을 때까지 걸리는 시간. 작업을 완료하기까지 걸린 시간이며, 시분할시스템과 온라인시스템에서는 응답시간이라고하며, 일괄처리시스템에서는 턴 어라운드 타임이라고함.신뢰도는 H/W, S/W가 실패없이 주어진 기능을 수행하는 능력.사용가능도는 가동률이라고도함. 사용자가 일정 기간 동안 컴퓨터를 실제로 사용한 시간이며, 고장으로 보수한 기간은 제외. 고장과 오류가 발생해도 시스템 전체를 중단하지 않고 운영 할 수 있어야함.제어 서비스향상 : 입출력장치의 동작을 관리 및 제어하거나 시스템오류 예방등으로 컴퓨터자원을 여러 사용자에게 효율적으로 할당하고 관리할 수 있도록 제어서비스를 발전해나가야함.연습문제 36번. 프로세스를 관리하는 운영체제의 주요 활동은?프로세스 , 스레드 스케줄링.사용자프로세스와 시스템프로세스를 생성하고 제거.프로세스를 중지하고 재수행.프로세스 동기화 방법 제공.프로세스 통신 방법 제공.교착상태를 방지하는 방법 제공.연습문제 38번. 메모리를 관리하는 운영체제의 주요 활동은?메인메모리와 보조기억장치를 구분하여 설명.메인메모리 :메모리의 어느 부분을 사용하고, 누가 사용하는지 점검.메모리에 저장할 프로세스를 결정.메모리를 할당하고 회수하는 방법결정.보조기억장치 :빈 여유공간 관리.새로운 파일을 작성할 때 저장 장소 할당.메모리 접근요청 스케줄링, 파일 생성 및 삭제.연습문제 40번. 다중 프로그래밍 시스템과 다중 처리 시스템의 차이 설명.다중프로그래밍 :프로세서가 idle상태일 때 실행 중인 둘 이상의 작업이 프로세서를 전환(인터리빙)하여 사용할 수 있도록 작동. 즉, 여러 프로그램을 메모리에 적재한 후 하나의 프로그램이 적재한 후 하나의 프로그램이프로세스를 사용하다가 입출력 동작등을하여 프로세서를사용하지 않는 idle time 동안 다른 프로그램이 프로세서를 사용하도록 해서 프로세스 효율을 극대화. 다음 그림과 같이 여러 프로그램을 순차적으로 실행.프로그램 A프로그램 B다중처리시스템 : 단일 시스템 내에서 둘 이상의 프로세서를 사용하여 동시에 둘 이상의 프로세스를 지원한다. 하나의 프로세서가 2개 이상의 프로그램을 전환하는 다중 프로그래밍과 혼동해서는 안됨.다중 처리 시스템은 다음 그림과 같이 여러 프로세스와 시스템버스, 클럭, 메모리와 주변장치 등을 공유. 프로세서가 많아짐에따라 프로세서 하나가 고장이나도 시스템전체에 영향이 없는 장점이있음.다중 처리 시스템은 프로세스가 여러개 이므로 프로세서 간의 연결, 상호작용, 역할 분담등을 고려.연습문제 42번. 운영체제 사용자 서비스 설명.사용자 인터페이스 제공 : 운영체제기능중 상당수가 컴퓨터화면에 나타나지 않음. 사용자가 보는것은 인터페이스 뿐이며 인터페이스는 다음과 같은 종류가 있음.CLI : 사용자가 키보드 등으로 명령어를 입력하여 시스템에서 응답 받은 후 또 다른 명령어를 입럭하여 시스템을 동작하게 하는 텍스트 전용 인터페이스. 프롬프트에서 명령어를 입력하여 컴퓨터와 상호작용할 수 있고, 명령어를 입력한 후 Enter 해야함.메뉴 인터페이스 : 배우거나 암기가 필요없고, 사용이 매우 편리. (ex 휴대폰, ATM, iPad)GUI : 윈도우 환경에서 사용자에게 정보와 작업을 표현하는 텍스트, 레이블이나 텍스트탐색과 함께 그래픽 아이콘과 시각적 표시기, 버튼이나 스크롤바와 같은 위젯 그래픽 제어요소를 사용하여 컴퓨터와 상호 작용할 수 있는 가장 보편적 유형. (ex 윈도우, 맥)프로그램실행 : OS는 프로그램을 실행하려고 메모리 할당이나 해제, 프로세서 스케줄링과 같은 중요 작업 처리.입출력동작실행 : 입출력동작을 직접 수행할 수 없는 사용자 프로그램의 입출력 방법제공.파일시스템조작 : 사용자는 디스크에서 파일 열고, 저장, 삭제등 다양하게 파일을 조작. 디스크에 파일을 저장하면 특정블록에 할당해서 저장하고, 이 파일을 삭제하면 파일이름이 제거 되면서 할당한 블록이 자유롭게됨. 파일 시스템 조작 서비스를 제공하여 사용자가 이런 파일 관련 작업을 쉽게 할 수 있도록 함.통신 : 다중 작업 환경에서 공유 메모리를 이용하거나 메세지 전달로 다양한 유형의 프로세스와 통신지원.오류탐지 : S/W와 H/W수준에서 다음과 같은 수준의 오류 있음.입출력 장치에 관련된 오류, 메모리 오버플로, 하드디스크 불량섹터검출, 부적당한 메모리 접근과 데이터 손상.이러한 오류를 유형별로 적절히 조치.프로세서, 메모리 H/W와 관련된 오류 : 기억장치 메모리오류, 정전.입출력장치 오류 : 테이프 패리티오류, 카드 판독기 카드체증, 프린터 종이 부족사용자 프로그램 오류 : 연산 오버플로, 부적당한 기억장치 장소 접근, 프로세서 시간을 지나치게 많이 사용.연습문제 44번. 계층 구조 운영체제 장점?단일구조 운영체제보다 모듈화가 잘되있음. 각 계층은 자신의 하위계층만 사용하므로, 계층구조에서는 시스템 검증과 오류 분석이 용이함.예를 들어 첫 번째 계층은 기본 H/W를 사용하여 기능을 만들었기 때문에 나머지 시스템에 의문을 가지지 않고 오류 수정 가능.시스템을 이렇게 계층으로 나누면 시스템 설계나 구현이 단순해짐.연습문제 46번. 마이크로 커널 구조 설명 및 장단점 기술.마이크로커널은 커널의 기능을 많이 제외시켰으며, 즉 커널에는 최소 기능만 포함 시켜 크기를 대폭 줄이고 기타 기능은 사용자 공간으로 옮겨 사용자 영역에서 수행하는 서버 구현 방법. 마이크로커널구조에서는 하드웨어 초기화와 메모리관리(주소공간), 프로세스(스레드), 관리와 프로세스 간 통신등 기본기능만 실행. 네트웍시스템, 파일 시스템 상호작용과 장치관리등 대부분 운영체제 구성 요소는 커널 외부, 즉 사용자 영역의 서버로 옮겨 구현.장점 : 운영체제 서비스를 사용자 영역의 독립적인 서버에서 수행하기 때문에 어느 한 서버에서 잘못 수행하더라도 다른 서버와 커널에 치명적 영향을 주지 않음.운영체제의 많은 기능을 사용자 영역의 서버로 구현할 수 있기 때문에 서버 개발이 용이하고, 운영체제의 기능을 쉽게 변경 할 수 있음.모듈화 정도가 높아 확장성, 이식성, 규모확장성이 높음.단점 : 통신(트래픽)이 빈번하게 발생하여 성능이 떨어질 수 있음.응용프로그램과 서버간에 자료를 교환하려고 커널을 출입하는 문맥 교환 때문에 속도가 느림.

공학/기술| 2021.04.09| 6페이지| 2,000원| 조회(639)

운영체제, 연습문제, 구현회, 그림으로배우는구조와원리

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운영체제 8장 연습문제 풀이 (그림으로 배우는 구조와 원리)

운영체제 8장 연습문제 풀이62번 요구 페이지 장점은?요구페이지란? 요구페이지는 예상되는 모든 페이지를 한꺼번에 메모리 내로 가져오는 프리페이지와 달리 실행중인 프로세스들의 요구페이지만 메모리에 반입하여 프로세스의 모든 페이지를 메모리에 동시에 적재 하지 않는 기법.장점한꺼번에 적재하지 않으니 프로그램 시작 할 때 적재지연 ↓적은 수의 페이지를 읽기 때문에 초기 디스크 오버헤드 ↓다중프로그래밍정도를 증가시키고 액세스하지 않은 페이지를 적재하지 않으므로, 다른프로그램도 사용할 수 있도록 메모리 절약가능.적재된 페이지 중 하나를 수정할 때까지 페이지들은 여러 프로그램이 공유 하므로 쓰기복사 기술로 더 많은 자원 저장가능.프로그램을 실행할 메모리가 충분한 메모리가 없는 시스템에서도 대용량 프로그램을 실행할 수 있으며, 프로그래머는 오버레이보다 쉽게 구현가능.페이지 부재를 디스크에서 페이지를 로드하는데 사용할 수 있어 페이징 시스템보다 하드웨어 지원이 추가로 필요없음.64번 페이지 부재를 수행하는 6단계 작성페이지부재란? 프로세스가 메모리에 존재하는 페이지들만 접근할 때 정상적으로 실행. 하지만 프로세스가 메모리에 올라와 있지 않는 페이지를 접근하려고 할 때 페이지 부재발생. 프로세스가 메인메모리에 적재되지 않은페이지를 액세스하려고 할 때 하드웨어가 제기하는 소프트웨어 트랩을 페이지부재라고함.페이지부재를 수행하는 6단계..1. 프로세스에 대한 내부 테이블을 검사해서 그 메모리 참조가 적재되어있는지 확인.2. 만약 무효한 페이지에 대한 참조라면 그 프로세스는 중단됨.유효페이지면 명령을 계속 처리하나 유효하지 않은 페이지이면 해당 페이지를 메모리에 가져와야함. 이때 페이지부재로 트랩발생. 제어권을 넘겨받은 운영체제가 해당 페이지를 가져오는 조치를 함.3. 메모리에서 빈 프레임 하나 선택.4. 할당된 프레임에 요구된 페이지를 디스크에서 가져오는, 즉 입출력하는 동안 프로세서는 다른 프로세스의 디스크 동작을 스케줄링함.5. 해당페이지를 디스크에서 메모리로 가져와서 적재하며 을 다시 수행한다.이제 프로세스는 마치 그 페이지가 항상 메모리에 있었던 것처럼 해당 페이지에 접근 가능.66번 스래싱이란?모든 페이지를 실제로 사용하고 있어도 페이지를 교환해야 한다면 페이지부재는 연속으로 발생. 그리고 프로세스는 계속 페이지를 교환하려고 많은 시간을 낭비하면서 유용한 작업을 느리게 하므로 시스템성능을 낮추거나 축소시킬 수 있음. 이처럼 페이지 교환이 계속 일어나는 현상을 스래싱이라고함. 어떤 프로세스가 프로세스 수행에 보내는 시간보다 페이지 교환에 보내는 시간이 더 길면 스래싱을 하고 있다라고 표현함.스래싱 발생원인 : 프로세서가 요구하는 최소한의 수보다 페이지프레임 수가 적으면 적을수록 페이지 부재비율 증가. 페이지 부재가 많이 발생할수록 프로세스가 페이징처리장치를 기다리는 시간은 길어지므로 프로세스의 효율성 감소. 결격 프로세서의 이용률은 더 낮아지고 프로세서 스케줄러는 이용률을 올리려고 다중 프로그래밍 정도를 점점 더 높이지만, 프로세스 실행은 더 느려짐. 유효 메모리 액세스 시간 증가와 페이지 교체시간의 낭비로 이어짐.스래싱 예방 :작업 집합 모델 : 프로세스가 실제로 얼마큼 프레임을 많이 사용하는지 검사해서 지역모델을 정의. 프로세스가 많이 참조하는 페이지 집합을 메모리 공간에 계속 상주시켜 빈번한 페이지 대치현상 줄임. 프로세스들을 메모리에 저장해야효율적으로 실행할 수 있으며 그렇지 않으면 빈번한 페이지 대치작업으로 쓰래싱 발생함. 프로세스의 최소 프레임 수를 아는 방법 중 하나인 작업 집합 방법은 지역성 모델(locality model)을 기반으로 하고 있음. 지역성이란 특정 구간에서 반복적인 일을 하는 것.특정 범위를 정해 해당 범위 내 사용된 페이지의 수를 구하고 최대가 대는 수가 해당 프로세스의 최소한의 필요 프레임 수가 됨.70번. 페이지 크기를 결정하는 요소열거.- 한 개의 큰 페이지는 페이지테이블 크기를 작게 하는 것이 가능하다.- 내부 단편화를 축소시키기 위해서는 페이지 크기를 줄여야만 한다.- 입출력 시간을 줄이기기 증가함. 활동 중인 각 프로세스는 페이지 테이블 사본을 가져야 하므로 페이지 크기가 큰 것이 좋음.메모리는 크기가 작은 페이지가 이용하기 좋음. 어떤 프로세스가 0000에서 시작하여 필요한 만큼 연속적으로 할당되면 프로세스는 정확히 페이지 경계에서 끝나지 않을 것. 그래서 마지막 페이지의 어떤 부분은 할당되지만, 사용하지 않는 내부 단편화 발생. 프로세스크기, 페이지크기와 관계없다면 평균적으로 각 프로세스의 마지막 페이지 반은 낭비됨.내부단편화를 최소로 하려면 크기가 작은 페이지가 필요.그러나 한 페이지를 읽거나 기록하는데 요구하는 시간도 매우중요. 입출력시간은 회전지연시간 + 전송시간으로 구성되는데, 전송시간은 전송하는 양에 비례하는데, 이는 페이지 크기가 작을 수록 좋음. 하지만 전송시간은 총 입출력시간의 10%만 실제전송에 불과함. 결과적으로 입출력시간을 최소화 시키려면 페이지크기가 더 커야 유리함. 어떤 요인 (내부 단편화, 지역성)은 크기가 작은 페이지가 유리하고, 다른 요인(테이블 크기, 입출력 시간)은 크기가 큰 페이지가 유리함. 상황에 따라 다르므로 페이지 크기를 결정하는 것은 쉽지 않음을 알 수 있음.페이지 크기별 특징.작은 페이지큰 페이지페이지 테이블 크기 증가내부 단편화 감소디스크 입출력 증가지역성 증가와 페이지 부재비율 증가페이지 테이블 크기 감소내부 단편화 증가디스크 입출력 감소지역성 악화와 페이지 부재비율 감소72번. 역 페이지 테이블과 종래 페이지 테이블 비교 설명.전통적인 페이지 테이블은 각 페이지 항목을 유지하므로 크기는 가상 주소 공간의 크기에 비례하고 가상 페이지로 색인 과정 거침. ( 역 페이지 테이블은 해시로 핵인 과정 거침.) 프로세스를 실행 하려면 현재 실행 중인 페이지의 페이지 테이블 항목을 포함하여 페이지 테이블 일부를 메인 메모리에 적재해야함. 이런 문제를 해결할 대안으로 역 페이지 테이블 구조를 제안했으며, 전체 시스템에서 단 하나의 역 페이지 테이블을 유지함. 역 페이지 테이블은 각 프레임에서 페이지 테이블 메인 메모리의 한 프레임 정보 저장.- 보통 프로세스 마다 각자 하나씩 페이지 테이블을 가짐 -> 프로세스 전체가 공통으로 사용하는 페이지 테이블, 가상 주소에는 프로세스ID와 페이지 주소를 가지고 있음.- 메모리공간을 작게 사용.- 주소변환 시간이 더 오래 걸림.역 페이지 테이블 구성 순서1. 가상 주소는 세 가지 항목으로 구성2. 각 역 페이지 테이블의 항목은의 쌍으로 이루어져 있으며process-id느 주소 공간 ID의 역할을 함.3. 메모리 참조가 발생하면 의 쌍으로 이루어진 가상 주소의 일부 메모리 서브시스템에 전달.4. 역 페이지 테이블에서 일치하는 것이 있는지 검색.5. 일치하는 것이 i 번째 항목에서 발견되면 물리주소는 가 되고 일치 하는 것이 없으면 잘못된 메모리로 간주.장점 : 논리 페이지마다 항목을 가지는 대신 물리 프레임에 대응되는 항목만 테이블에 저장하기 때문에 메모리에서 훨씬 작은 공간을 점유.단점 : 역 페이지 테이블은 주소 변환 시간이 더 오래 걸릴 수 있으며 프레임에 따라 저장되어있어 탐색은 비효율적.페이지 테이블을 해싱이 느린경우 최근에 사용된 항목들을 TLB 연관메모리 레지스터에 저장시켜 다음 참조 시 레지스터만 검사하면서 시간을 단축 시킴.역 페이지 테이블을 사용하는 시스템에서 메모리의 공유는 어렵다. 페이지테이블이 공유된 물리 주소에 대해 하나의 가상 주소를 매핑하기 때문에 매핑되지 못한 다른 가상 주소가 공유된 영역을 참조하게 되면 페이지 폴트(page fault)가 발생.페이지 크기 계산 예시32비트 논리주소와 4 KB 페이지 크기를 가지며, 최대 1 GB의 물리 메모리를 갖는 컴퓨터 시스템에서 다음 테이블의 항목의 수를 계산. (6 점)(1) 전통적인 1단계 페이지 테이블232 / 212 = 232-12 = 220 (1 M) 항목(2) 역 페이지 테이블 (Inverted Page Table)1 G / 4 K = 1 K K K / 4 K = 0.25 K K = 250 K 항목출처http://faithpac27.tisum.net/jny1012/42https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jevida&logNo=140191551401&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2Fhttp://cs.sch.ac.kr/lecture/os/2015/15-OS기말시험풀이.htm그림으로 배우는 구조와 원리 운영체제(개정 3판) 도서.68번 단순 페이지 시스템을 다음 매개변수 관점에서 살펴보자.〮 물리적 주소 : 2^32바이트〮 페이지크기 2^10바이트 〮논리적 주소 공간 2^16페이지논리적 주소에는 몇 개의 비트가 있는가? 논리적 크기 16비트 + 페이지 크기 10비트(2^16 + 2^10) 총 26비트프레임에 몇 개의 바이트가 있는가? 하나의 프레임에는 하나의 페이지가 있음 ∴ 10비트물리적 주소에서 프레임을 나타내는 몇 개의 비트가 있는가? 교재 p.405 참고 해서 메모리크기를 페이지크기로 나누는 것을 알 수 있음. 2^32(물리적주소) / 2^10(페이지크기) 2^22 ∴ 22비트페이지 테이블에 있는 항목들은 몇 개인가? 교재 p.405 참고해서 가상 페이지당 테이블에 항목 수는 2^16 (논리적주소) / 2^10 (페이지크기) 6비트각 페이지 테이블에 항목에는 몇 개의 비트가 있는가? (단, 각 페이지 테이블은 유효, 무효 비트를 포함하고 있다고 가정) 페이지 테이블에 있는 항목은 총 6비트이고 그 중 액세스제어비트는 1비트임. 6 - 1 5개74번. 32비트(4GB)가상 주소와 1GB 물리적주소, 1MB 페이지를 사용하는 시스템이 있을 때 다음 물음에 답하기.주소 공간에 가상 페이지가 몇 개 있는가? 1MB = 2^20(페이지크기), 1GB=2^30(물리적공간)∴ 2^32 / 2^20 = 2^12 12개주소 공간에 물리적 페이지가 몇 개 있는가? 2^30 / 2^20 = 2^10 10개오프셋에 얼마큼 비트가 있는가? 1MB 페이지는 2^20비트 페이지를 사용하므로 오프셋은 20비트 (p.360 참고했음14

공학/기술| 2021.04.09| 14페이지| 2,000원| 조회(1,320)

운영체제, 연습문제, 구현회, 그림으로배우는구조와원리

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운영체제 6장 연습문제 풀이 (그림으로 배우는 구조와 원리)

운영체제 연습문제 6장 풀이2018. 5. 10 제출60번. 단기스케줄링, 중기 스케줄링, 장기 스케줄링 차이점 기술.장기스케줄러는 작업 스케줄러라고도 하며, 스케줄링에 따라 디스크에서 메모리로 작업을 가져와 처리할 순서 결정. 작업 스케줄링에 필요한 정보로 제출시간, 작업 이름, 작업 길이등이 있음.단기스케줄러는 메모리에 적재된 프로세스 중 프로세서를 할당하여 실행 상태가 되도록 결정하는 프로세스 스케줄링을 함.이때는 프로세스가 실행하는데 필요한 자원의 요청을 만족해야함.장기스케줄러와 단기스케줄러의 가장 큰 차이는 실행빈도.단기프로세스 : 실행할 프로세스를 수시로 선택하며, 프로세서에서 실행시간은 100만분의 수초 정도이므로 최소한 100만분의 10초단위로 단기 스케줄러를 실행한다고 가정. 단기 스케줄러가 프로세스를 선택하는데 100만분의 1초가 걸린다면 , 전체 실행시간의 9% 정도는 프로세서 스케줄링에 소비하므로 단기 스케줄러는 매우 빨라야함.장기스케줄러 : 새로운 작업이 분minute 단위로 들어오므로 단기스케줄러에 비해 상대적으로 드물게 수행됨. 장기스케줄러는 다중프로그래밍의 정도(메모리에 있는 프로세스 수)를 결정. 작업이 시스템에 들어오는 정도가 일정하다면 작업의 도착률과 작업을 마치고 나가는 정도가 같음. 작업이 시스템을 나갈 때만 실행하여 실행 간격이 상대적으로 길어지므로 실행 시간이 좀 더 길어도 영향을 받지 않음.중기스케줄러는 프로세스들이 프로세서를 서로 차지하려고 할 때 프로세스를 별도의 기억장소에서 빼낼 수 있어 다중 프로그래밍정도를 줄일 수 있음. 시간이 흐른 후 빼낸 프로세스는 다시 메모리에 들어가 실행을 중단했던 곳부터 다시 실행.메모리에서 디스크로 잠시 나가는 상태 - 스왑 아웃디스크에서 메모리로 다시 들여오는 상태 - 스왑 인메인 메모리에 프로그램(프로세스)들이 너무 많아 멀티 프로그래밍의 정도를 조절 하기 위해 스왑 아웃, 스왑 인 기법을 사용하는데 스왑 아웃을 할 때에는 디스크로 내보낸 작업을 다시 메모리로 들여보내겠다는 약 자원을 선택했을 때 다른 프로세스가 해당 자원을 빼앗을 수 없고, 모든프로세스가 공정하게 자원을 할당받고 응답시간을 쉽게 예측 할 수 있음. 어느프로세스도 무한정 대기하는 불공평한 상황이 발생하지 않음. 문맥교환에 대한 오버헤드가 적음. 시분할 시스템에는 부적합.선점 스케줄링 :비선점과 반대로 현재 실행중인 프로세스를 인터럽트 할 수 있거나 준비 상태로 이동할 수 있다면 선점스케줄링. 높은 우선순위를 가진 프로그램들이 빨리 실행되어야 할 때 선점형 방식을 이용하면 효과적.실행시간을 예측하기 어려움. 기아가 발생할 수 있으며 자원할당에 불공정함. 빠른 응답을 요구하는 시분할 시스템에서 주로 채택.선점 기법 종류1) RR (Round Robin): FCFS + 선점 방식FCFS 기법과 같이 준비상태 큐에 먼저 들어온 프로세스가 먼저 CPU를 할당받음2) SRT (Shortest Remaining Time): SJF + 선점 방식준비상태 큐에 새로 도착한 프로세스의 실행 시간과 현재 실행중인 프로세스의 남은 시간을 비교, 수행시간이 적은 프로세스에 CPU를 할당하는 기법.3) 다단계 큐 (Multi Level Queue): 프로세스를 특정 그룹으로 분류할 수 있을 경우그룹에 따라 각기 다른 준비상태 큐를사용, 큐 사이에 우선순위를 부여하는 기법4) 다단계 피드백 큐 (Multi Level Feedback Queue): 특정 그룹의 준비상태 큐에 들어간 프로세스가 다른 준비상태 큐로 이동할 수 없는 다 단계 큐 기법을 준비상태 큐 사이를 이동할 수 있도록 개선한 기법.다양한 특성의 작업이 혼합된 경우 매우 유용.5) 선점 우선순위비선점 기법 종류1) FIFO (First In First Out) = FCFS (First-Come First-Served): 준비 큐에 맨 처음 오는 프로세스를 맨 처음에 실행응답시간 차가 적어 예측이 쉬움구현은 가장 쉽지만, 효율성이 많이 떨어진다.2) SJF (Shortest Job First): 대기 중인 작업 중 수행시간이 가장 점 우선순위 (Priority): 준비상태 큐에서 대기중인 각 프로세스마다 우선 순위를 부여-> 우선 순위가 가장 높은 프로세스에 먼저 CPU를 할당우선 순위가 같을 경우 FIFO 또는 SJF를 도입엄격한 비선점식 스케줄링을 사용하지 않는 이유 :한 프로세스가 CPU를 할당받으면 해당 프로세스가 완료될 때까지 다른 프로세스는 CPU를 점유할 수 없고, 실행시간이 짧은 프로세스가 오래동안 대기 할 경우 비효율적. 만약 덜 중요한 작업이 자원을 할당 받으면 중요한 작업이 와도 먼저 처리 될수 없음. 이러한 비효율적인 측면 때문에 시스템 성능이 떨어질 수 있기 때문에 비선점식만 사용하는건 좋지 못함.65번. 다단계 피드백 큐 스케줄링 알고리즘과 전면 작업에는 라운드 로빈 스케줄링을 사용하고. 후면 작업에는 선점 우선순위 알고리즘을사용하는 다단계 큐(전면-후면) 프로세서 스케줄링 알고리즘 차이점 설명.다단계 피드백 큐 :작업이 시스템에 들어가면 한 큐에서만 고정되는 다단계 큐 스케줄링의 융통성 부족을 해결하려고 만든 방법. 작업이 큐 사이를 이동할 수 있고, 프로세서 버스트의 특성에 따라 분리. 프로세서 버스트 시간이 작은 프로세스에 우선순위를 높게 주어 일찍 종료시키고 다음 입출력 버스트를 실행하도록 해서 효율성 향상.하지만 낮은 우선순위의 큐에 입력된 작업이 무한정 기다리는 기아상태에 빠질 수 있는 단점이 있음. 따라서 이런 기아상태를 예방하기 위해 점유시간이 긴 작업을 우선순위가 낮은 큐로 이동시켜 기아 상태를 예방하는 에이징 기법 활용.짧은 프로세스에게 유리하도록 해 줄 수 있으며, 입출력 프로세스를 우대함으로써 CPU를 포함한 전체 자원들의 활용도를 높여(짧은 연산 후 입출력을 발생하면 CPU는 다른 프로세스에게 주어지고 이때부터 입출력 작업과 CPU 연산이 병행하여 진행) 시스템의 성능을 높일 수 있는 기법이다.동적 우선순위를 기반으로 하는 선점 방식으로 운영.여러 단계(우선순위 개수만큼)의 큐가 있으며 각 단계마다 서로 다른 CPU 시간 할당량을 가짐.(사용할 때까지 계속 실행된다면 다음 단계의 큐로 들어가게 되며, 마지막 단계에서는 더 내려갈 단계가 없으므로 라운드 로빈 방식으로 실행될 것.어느 단계든 시간 할당량이 끝나기 전에 입출력으로 CPU를 내놓게 되면 다시 준비 상태가 되었을 때 한 단계 위의 큐에 들어가도록 함으로써 우선순위를 높여줌.다단계 피드백 큐 스케줄링은 다음에 따라 정의〮 큐 수〮 각 큐에 대한 스케줄링〮 작업을 좀 더 높은 우선순위의 큐로 격상 시키는 시기를 결정하는 방법.〮 작업을 좀 더 낮은 우선순위의 큐로 격하 시키는 시기를 결정하는 방법.〮 프로세스들이 어느 큐에 들어갈 것인지 결정하는 방법.〮 프로세스가 서비스를 받는 시기를 결정하는 방법.장점 : 매우 유연하여 스케줄러를 특정시스템에 맞게 구성 가능.자동으로 입출력 중심과 프로세서 중심 프로세스를 분류.적응성이 좋아 프로세스의 사전 정보가 없어도 최소 작업 우선 스케줄링의 효과 보여줌.단점 : 설계와 구현이 매우 복잡함.다단계 큐 :각 작업을 서로 다른 묶음으로 분류 할 수 있을 때 준비 상태 큐를 종류별로 여러 단계로 분할하여 각 큐는 순서대로 절대적인 우선순위를 가짐. 또한 각 큐는 자신만의 독자적인 스케줄링을 가지고,순서대로 절대적인 우선순위를 가지며 우선순위가 높은 큐가 비어있기 전에는 낮은 우선순위 큐에 있는 프로세스를 실행할 수 없음.정적 우선순위를 사용하는 스케줄링을 구현 할 때 가장 적합한자료구조.같은 우선순위 값을 가지는 프로세스들을 위해 큐가 필요함과 동시에 서로 다른 우선순위의 프로세스들을 구별하고 관리하기 위해 우선순위의 개수만큼 큐가 필요하게됨. 시스템프로세스, 대화식 프로세스, 대화식 편집 프로세스 큐가 모두 비어 있어야 일괄 처리 큐에 있는 프로세스를 실행할 수 있게됨. 만약 일괄처리 프로세스를 실행하는 동안에 대화식 편집 프로세스가 준비 큐에 들어오면 일괄처리 프로세스는 사용중인 프로세서를 내줘야함. 즉, 선점당하는 것.큐 사이에 시간을 나눠 사용할 수도 있음. ( Ex : 전면 작업큐는 자신의 프러 준비큐와 스케줄링 알고리즘 때문에 추가 오버헤드발생, 우선순위가 낮은 큐의 프로세스는 무한정 대기하는 기아상태가 발생할 수 있음.출처 :그림으로 배우는 구조와 원리 운영체제. HYPERLINK "http://metro9780.tistory.com/4" http://metro9780.tistory.com/4 HYPERLINK "https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=zkd1750&logNo=90193485874&proxyReferer=https://www.google.co.kr/" https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=zkd1750&logNo=90193485874&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F HYPERLINK "https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=565820&logNo=30163638419&proxyReferer=https://www.google.co.kr/" https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=565820&logNo=30163638419&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F HYPERLINK "http://junsday.tistory.com/28" http://junsday.tistory.com/28 HYPERLINK "http://shivan.tistory.com/26" http://shivan.tistory.com/26 HYPERLINK "http://itdexter.tistory.com/394" http://itdexter.tistory.com/394 HYPERLINK "https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=dong5053&logNo=220717512379&proxyReferer=https://www.google.co.kr/" https://m.

공학/기술| 2021.04.09| 16페이지| 2,000원| 조회(1,203)

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