운영체제 : 5-분산 운영체제

1장 컴퓨터 시스템과 운영체제

 

다중 처리기와 운영체제 구성

주/종(Master/Slave) 프로세서 구조

하나의 컴퓨터 시스템에 두 개의 프로세서(처리기, CPU)가 있을 경우 입출력과 연산을 각각 독립적으로 수행하지 않고 주 프로세서는 입출력과 연산을 각각 독립적으로 수행하지 않고 주 프로세서는 입출력과 연산을 각각 독립적으로 수행하지 않고 주 프로세서는 입출력과 연산, 종 프로세서는 연산을 일부 담당하게 한다. 주 프로세스가 중단되면 어쩔 수 없이 시스템이 멈추지만, 종 프로세서가 중단되면 컴퓨터 시스템은 계속 동작할 수 있기 때문이다.

> 주 프로세서(Master CPU)는 입출력과 연산을 담당한다.

> 종 프로세서(Slave CPU)는 연산만을 담당한다.

> 주 프로세서만이 운영체제를 수행한다.

> 종 프로세서는 사용자 프로그램만을 수행한다.

> 주 프로세서에 문제가 발생하면 전 시스템이 멈춘다.

> 종 프로세스에서 입출력 발생 시 주 프로세스에게 서비스를 요청한다.

> 프로세서가 비대칭 구조이다.

 

2장 분산 운영체제 시스템

 

분산 운영체제의 장단점

장점

> CPU의 처리 능력 한계를 극복할 수 있다.

> CPU의 처리 능력을 한 단계 높이려면 현재 가격의 제곱만큼 비싸다. 따라서 처리 속도가 낮은 여러개의 CPU를 연결하여 처리 속도를 향상시킬 수 있기 때문에 경제적이다.

> 반응 시간이 빠르면 계산 능력, 처리량, 신뢰상, 가용성은 모두 향상된다.

> 특정한 시스템의 병목 현상을 제거하기 위해 필요한 자원을 추가할 수 있으므로 확장성이 좋다.

> 부하를 균등하게 배분할 수 있어 처리 효율이 향상된다.

> 다수의 사용자가 데이터를 공유할 수 있으며, 통신이 용이하다.

단점

> 여러 개의 컴퓨터 시스템이 연결되어 있으므로 보안이 매우 취약하다.

> 여러 개의 컴퓨터를 하나의 컴퓨터처럼 운영해야 하므로 소프트웨어 개발이 매우 어렵다.

> 적응성이 하나의 CPU를 사용할 떄보다는 떨어진다.

> 에러 발생시 원인 파악이 어렵다.

 

분산 운영체제의 위상

성형 연결(Star Connected) 구조

> 각 노드가 Point To Point 형태로 중앙 컴퓨터(중앙 노드)에 연결되고, 중앙 컴퓨터를 경유한다.

> 제어가 집중되고 모든 동작이 중앙 컴퓨터에 의해 감시된다.

> 중앙 컴퓨터에 과부하가 걸리면 성능이 현저히 감소한다.

> 중앙 컴퓨터에 장애가 발생되면 전체 시스템이 마비된다.

> 한 노드의 고장은 다른 노드에 영향을 주지 않는다.

> 터미너 (노드, 사이트)의 증가에 따라 통신 회선 수도 증가한다.

> 최소 두 개의 노드만 사용할 수 있으므로 통신 비용이 저렴하다.

 

스레드의 장점

> 단일 프로세스를 다수의 스레드로 생성하여 병행성을 증진시킬 수 있다.

> 실행 환경을 공유시켜 기억 장소의 낭비가 줄어든다.

> 프로세스의 생성이나 문맥 교환 등의 오버헤드를 줄여 운영체제의 성능이 개선된다.

> 프로세스 내부에 포함되는 스레드는 공통적으로 접근 가능한 기억 장치를 통해 효율적으로 통신한다.

> 스레드를 사용하면 하드웨어, 운영체제의 성능과 응용 프로그램의 처리율을 향상시킬 수 있다.

> 하나의 프로세스에 여러 개의 스레드가 존재할 수 있따.

> 스레드는 동일 프로세스 환경에서 서로 독립적인 다중 수행이 가능하다.

> 스레드 기반 시스템에서 스레드는 독립적인 스케줄링의 최소 단위로서 프로세스의 역할을 담당한다.

> 생성된 프로세스가 자신을 생성한 프로세스의 텍스트와 데이터 영역을 그대로 공유하고 스택만 따로 갖는 새로운 프로세스 모델이다.