운영체제 ) 임계영역과 임계 영역을 해결하기 위한 방법에 대해 작성하시오

목차

1. 서론

2. 본론
(1) Lock을 이용한 소프트웨어적 해결 방법
(2) 데커 알고리즘
(3) 하드웨어적 해결방법
(4) 세마포어
(5) 모니터(Monitor)

3. 결론

4. 출처 및 참고문헌

본문내용

임계 영역(Critical Section)이란 임계 자원을 프로그램에서 이용하는 데 있어 공유 메모리가 참조되는 프로그램의 부분으로 한순간에 하나의 프로세스만 사용할 수 있는 영역을 의미한다. 쉽게 말해 공유자원이 함께 있어 교착상태(dead lock)가 발생할 수 있는 영역을 뜻한다. 동시에 접근해 교착상태가 생기지 않도록 각 프로세스의 독점을 보장해 줘야 한다. 임계 영역에 교착상태가 발생했을 시 해결하기 위해서 프로세스들이 서로 협력하여 자원을 사용할 수 있도록 프로토콜을 설계해야 하는데 그러려면 "상호 배제, 진행, 제한된 대기"를 만족시켜야 한다. 각각은 본론에서 자세히 다루도록 하겠다.
임계 영역에 문제가 발생한 경우를 실생활에 대입시키면 수많은 예시가 나오지만 쉽게 와닿는 예시를 하나 들자면 횡단보도에 빗대고 싶다. 횡단보도에서 보행자와 자동차가 동시에 진입해도 좋다는 큐를 받으면 어떻게 되겠는가? 이런 상황을 임계 영역에서 교착상태가 발생한 상황이라고 한다. 이 문제를 해결하려면 보행 신호 시엔 차의 진입을 막아야 하고, 주행 신호일 때는 보행자의 진입을 막아야 하지 않겠는가?
더 쉬운 예를 들어보자. 두 사람이 머리를 빗어야 하는데 거울과 빗이 각각 하나씩 있다. 한 사람은 거울을 점유하고 한 사람은 빗을 점유했다. 하지만 거울을 점유한 사람은 빗이 필요하고 빗을 점유한 사람은 거울이 필요하다. 서로 상대가 점유한 것을 주길 바라고 있는 교착상태에 빠지면 어떻게 해야 하겠는가? 순서를 정해서 한 사람씩 거울과 빗을 점유하고 머리를 빗으면 된다.
이렇게 문제를 해결하는 프로토콜을 대입해서 각 프로세스의 협력으로 문제를 해결할 수 있는데 각각의 프로세스들은 독점상태를 최대한 빠르게 종료하고 다음 프로세스에 독점을 넘겨야 한다.

참고자료

· 「다중 학습자가 동시에 사용할 수 있는 Test-and-Set 알고리즘 이해를 위한 시뮬레이션 앱 개발」, 이경호, 한국컴퓨터정보학회, 한국컴퓨터정복학회논문지 제25권 제9호(통권 제198호) 93p~201p, 2020.9.
· 「동적 임계값과 단순화된 칼만필터알고리즘을 이용한 효과적인 차선검출」, 김세훈•김계영•최형일, 한국정보과학회 학술발표논문집, 한국정보과학회 2008 가을 학술발표논문집 제35권 제2호(B) 132p~137p, 2008.10.
· 「R-410A 임계영역 운전조건에서 오리피스의 성능특성에 관한 연구」, 최종민, 대한설공학회, Vol No 12 1106p~1112, 2005
· 「면접을 위한 CS 전공지식 노트」 p172~p178, 주홍철, 길벗, 2002.
· 「병행성 기본 개념•임계영역과 임계영역 문제 해결 」, 이경호, 목포대학교 수업자료, 2021
· 「운영체제 - 현대 운영체제의 이해」, 김태훈, 위키북스, 2022.