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[2주차]_12장_프로세스 동기화_임아정.md

2주차/12장/12장_프로세스 동기화_임아정.md

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+# 발표 자료
+
+## 혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제 12강
+
+### 프로세스 동기화란?
+
+```
+💡 프로세스들 사이의 수행 시기를 맞추는 것
+```
+
+1. 실행 순서 제어: 프로세스를 올바른 순서대로 실행하기
+2. 상호 배제: 동시에 접근해서는 안 되는 자원에 하나의 프로세스만 접근하게 하기
+
+---
+
+### 1. 실행 순서 제어를 위한 동기화
+
+```
+💡 동시에 실행되는 프로세스를 올바른 순서대로 실행하는 것
+```
+<img width="926" alt="12강1" src="https://github.com/Ajeong-Im/computer-architecture-and-operating-system/assets/86238348/778c38b1-fe9b-47df-bf45-109809d08d95">
+
+
+### 2. 상호 배제를 위한 동기화
+
+```
+💡 공유가 불가능한 자원의 동시 사용을 피하기 위해 사용하는 알고리즘
+```
+
+프로세스 A
+
+1. 계좌의 잔액을 읽어 들인다
+2. 읽어 들인 잔액에 2만 원을 더한다
+3. 더한 값을 저장한다
+
+프로세스 B
+
+1. 계좌의 잔액을 읽어 들인다
+2. 읽어 들인 잔액에 5만 원을 더한다
+3. 더한 값을 저장한다
+
+<img width="1048" alt="12강2" src="https://github.com/Ajeong-Im/computer-architecture-and-operating-system/assets/86238348/b8014dad-5cfa-44b1-a712-e704a8edd96c">
+
+<img width="1048" alt="12강3" src="https://github.com/Ajeong-Im/computer-architecture-and-operating-system/assets/86238348/6ad3185a-1d1d-4b51-8e5d-9cc960beae05">
+
+
+---
+
+### 공유 자원과 임계 구역
+
+**공유 자원이란?**
+
+```
+💡 동시에 실행되는 프로세스들이 작업을 하는 공동의 자원
+```
+
+eg) 전역 변수, 파일, 입출력장치, 보조 기억 장치 등
+
+**임계 구역이란?**
+
+```
+💡 동시에 실행하면 문제가 발생하는 자원에 접근하는 코드 영역
+```
+
+eg) 앞서 보여준 계좌 잔액 문제에서의 ‘잔액’ 변수
+<img width="1048" alt="12강4" src="https://github.com/Ajeong-Im/computer-architecture-and-operating-system/assets/86238348/145df673-6018-4e67-a638-c05cf91be6e1">
+
+
+**레이스 컨디션**: 잘못된 실행으로 인해 여러 프로세스가 동시 다발적으로 임계 구역의 코드를 실행하여 문제가 발생하는 경우
+
+### 상호 배제를 위한 동기화 원칙
+
+1. 상호 배제: 한 프로세스가 임계 구역에 진입했다면 다른 프로세스는 임계 구역에 들어올 수 없음
+2. 진행: 임계 구역에 어떤 프로세스도 진입하지 않았다면 임계 구역에 진입하고자 하는 프로세스는 진입이 가능해야 함
+3. 유한 대기: 한 프로세스가 임계 구역에 진입하고 싶다면 그 프로세스는 언젠가는 임계 구역에 들어올 수 있어야 함
+
+---
+
+### 프로세스 동기화의 진행 과정
+
+**뮤텍스 락이란?**
+
+```
+💡 동시에 접근해서는 안 되는 자원에 동시에 접근하지 못하도록 만드는 상호 배제를 위한 동기화 도구
+```
+
+1. 전역 변수 lock
+
+자물쇠 역할, 잠금 여부 확인
+
+1. acquire 함수
+
+프로세스가 임계 구역에 진입하기 전 호출하는 함수
+
+- 임계 구역이 잠겨 있다면 열릴 때까지 (lock이 false가 될 때까지) 반복적으로 확인
+- 임계 구역이 열려 있다면 잠금 (lock을 true로 변경)
+
+1. release 함수
+
+임계 구역에서의 작업이 끝난 뒤 호출하는 함수
+
+- 현재 잠겨 있는 임계 구역을 열어 줌 (lock을 false로 변경)
+
+**세마포란?**
+
+```
+💡 뮤텍스 락보다 조금 더 일반화된 방식의 동기화 도구, 공유 자원이 여러 개 있는 상황에서도 적용 가능
+```
+
+1. 전역 변수 S
+
+사용 가능한 공유 자원의 개수
+
+1. wait 함수
+
+임계 구역에 들어가도 좋은지, 기다려야 할지를 알려주는 함수
+
+1. signal 함수
+
+임계 구역 앞에서 대기하는 프로세스에 진입 가능 신호를 보내주는 함수
+
+```jsx
+wait() {
+	S--;
+	if ( S < 0 ) {
+		add this process to Queue;  // ⓵
+		sleep();                    // ⓶
+	}
+}
+```
+
+```jsx
+signal() {
+	S++;
+	if ( S <= 0 ) {
+		remove a process p from Queue  // ⓵
+		wakeup(p)                      // ⓶
+	}
+}
+```
+
+**모니터란?**
+
+```
+💡 하나의 데이터마다 하나의 모니터를 결합할 수 있으며, 결합된 객체가 동시에 두 개 이상의 스레드에 의해 접근할 수 없도록 막는 잠금 기능을 제공하는 동기화 도구로, 조건 변수를 사용함
+```
+<img width="798" alt="12강5" src="https://github.com/Ajeong-Im/computer-architecture-and-operating-system/assets/86238348/5b01ea26-af86-4d47-ad6e-931e93e24523">