생능출판사 명품 운영체제
본 연습문제들은 작성자 본인이 푼것이라 틀릴 수 도 있습니다.
[개념체크]
1. 다음글에서 프로세스와 프로그램 중에서 선택하라.
( 프로그램 ) 은 컴파일되어 실행 가능한 형태로 저장 장치에 저당된 상태일 때 부르는 용어이며, ( 프로세스 ) 는 메모리에 적재되어 실행 중인 상태일 때 부르는 용어이다
2. 프로세스의 특징을 설명한 것 중 맞는것은?
④ 프로세스를 스케줄링 하는 것은 커널 기능이다
3. 프로세스에 대한 설명으로 틀린 것은?
① 동일한 프로그램이 실행되어 생성된 프로세서는 항상 동일한 프로세스 번호를 할당받는다.
4. PCB에 들어 있는 정보가 아닌 것은?
④ 프로세스 이름
5. 프로세스의 종료코드는 어디에 저장되는가?
① 프로세스의 PCB
6. 프로세스가 종료될 때, 커널이 프로세스 테이블 항복이나 PCB를 즉각 삭제하지 않는 이유는 무엇인가?
② 프로세스 종료코드를 부모 프로세스가 읽어갈 때까지 기다리기 위해
7. 32비트 CPU에 대해 다음에 답하여라.
(1) CPU의 주소선 개수는? 32개
(2) CPU가 액세스 가능한 메모리의 최대량은? 4GB
(3) 이 CPU를 사용할 때 프로세스의 주소 공간 크기는? 4GB
8. 프로세스의 주소 공간에 대한 설명으로 맞는 것은?
① 프로세스가 실행되는 동안 접근할 수 있는 메모리의 최대 범위이다.
9. 프로세스가 메모리에 적재될 때 프로세스를 구성하는 4개의 영역은 무엇인가?
코드 영역, 데이터 영역, 힙 영역, 스택 영역
10. 운영체제는 프로세스를 코드, 데이터, 힙, 스택의 4 영역으로 구성한다. 다음은 어느 영역에 형성되는가?
(1) 전역 변수 : 데이터 영역
(2) 지역 변수 : 스택 영역
(3) C++에서 new 연산자나 C 프로그램에서 malloc() 함수를 호출하여 할당받은 메모리 : 힙 영역
(4) 사용자가 작성한 함수 코드 : 코드 영역
(5) 라이브러리에 작성된 함수 코드 : 코드 영역
(6) 라이브러리 함수에 선언된 지역 변수들 : 스택 영역
11. 프로세스가 적재된 이후 실행 과정 동안 크기가 변하지 않는 영역을 있는 대로 골라라.
① 코드 영역, ② 데이터 영역
12. printf()는 C 프로그램에서 화면 출력을 위해 사용되는 C 표준 라이브러리 함수이다. 다음 질문에 답하라.
(1) printf() 함수의 코드는 프로세스의 코드 영역에 포함되는가? 포함된다
(2) printf() 함수 내에 선언된 지역 변수들은 프로세스의 어느 영역에 포함되는가? ④ 스택 영역
(3) printf() 함수의 코드와 지역 변수들은 사용자 공간에 적재되는가, 커널 공간에 적재되는가? 사용자 공간에 적재된다.
13. 프로세스의 주소 공간은 0번지부터 시작되어 연속적인 번지로 이루어진다. 만일 3개의 프로세스가 메모리에 적재된채 동시에 실행된다고 하면, 모든 프로세스가 0번지에서 시작하므로, 프로세스들 사이에 번지 충돌이 발생하고 메모리 충돌이 발생할 것 같다. 운영체제는 어떻게 이 문제를 해결하는가?
매핑테이블을 이용해 가상 메모리와 물리 메모리를 연결해 관리한다
14. 프로세스 스케줄링에는 어떤 상태의 프로세스들이 대상이 되는가?
① Ready 상태
15. 커널은 현재 실행 중인 프로세스가 입출력을 요청하면 어떤 상태로 전이시키는가?
② Blocked 상태
16. 프로세스는 실행 중 다음 각 경우에 어떤 상태로 바뀌는가?
(1) yield() 시스템 호출을 불러 스스로 실행을 중단하고 다른 프로세스에게 양보할 때 : Ready 상태
(2) sleep(1) 시스템 호출을 불러 1초 동안 잠을 잘 때 : Blocked 상태
(3) exit(-1) 시스템 호출을 불러 종료할 때 : Terminated/out 상태
(4) 프로세스에게 할당된 타임 슬라이스가 다 되었을때 : Ready 상태
17. PCB 내에 프로레스가 열어 놓은 파일에 관한 정보가 저장되는 것으로 미루어 다음 중 틀리게 설명한 것은?
④ 한 프로세스가 열어 놓은 파일을 다른 프로세스가 입출력할 수 있다
18. 다음 중 자식 프로세스를 생성하는데 사용되는 시스템 호출은?
① fork()
19. wait() 시스템 호출에 대해 잘 설명한 것은?
① 자식 프로세스가 종료할 때까지 대기한다
20. 부모 프로세스가 wait() 시스템 호출을 부르기 전, 자식 프로세스가 먼저 종료할 때 상황에 맞게 설명된 것은?
① 커널은 자식 프로세스를 좀비 프로세스로 만든다
21. 좀비 상태의 프로세스에 대한 설명 중 틀린 것은?
① 좀비 프로세스는 시스템의 성능을 심각하게 떨어뜨린다
22. 유닉스 계열의 운영체제에서 #1 프로세스를 무엇이라고 부르는가?
① swapper
23. 유닉스 계열의 운영체제에서 모든 사용자 프로세스의 조상은 누구인가?
#1 init 프로세스
24. Windows에서 #0 프로세스인 시스템 유휴 프로세스(system idle process)나 리눅스의 #0 idle 프로세스의 역할은 무엇인가?
모든 프로세스가 블록 상태여서 시스템에 실행시킬 Ready 상태의 프로세스가 1개도 없는 상황에 빠지지 않도록 하기 위해서이다
25. 다음은 어떤 프로세스를 설명하는지 적어라.
(1) 부모 프로세스가 먼저 종료한 자식 프로세스 : 고아 프로세스
(2) 종료할 때 종료코드를 남겨 놓았지만 부모 프로세스가 읽어가지 않고 있을 때, 종료한 자식 프로세스 : 좀비 프로세스
(3) 입출력 작업이 계산 작업보다 월등히 많은 프로세스 : I/O 집중 프로세스
(4) 계산 작업이 입출력 작업보다 월등히 많은 프로세스 : CPU 집중 프로세스
(5) 사용자와 대화가 필요하지 않고 낮는 우선순위로 실행되는 프로세스 : 백그라운드 프로세스
26. 시스템에 무한히 많은 프로세스가 생성되지 못하는 이유가 구체적으로 무엇일까?
시스템에 과부하가 올 수도 있고 최악의 경우 너무 많은 프로세스가 존재하면 새로운 프로세스를 생성할 수 없는경우도 발생할 수 있기 때문이다
27. main()에서3을 리턴하는 three라는 C 프로그램을 작성하였다. 쉘에서 다음과 같이 실행시키면, main()에서 리턴한 값 3은 누구에게 전달되는가?
$ ./three
$
③ 쉘
28. 종료코드의 목적은 무엇인가?
② 프로세스가 어떤 상태로 종료함을 부모 프로세스에게 전달하기 위해
[복합문제]
1. 다음 C 프로그램을 실행하면 오류가 발생하지는 않는다. 하지만 잘못 작성되었다고 의심되는 부분이 있다. 이를 지적하고 이유를 설명하라.
#include <stdio.h>
int main(){
printf("I am a child\n");
return 300;
}return 0 을 해야 올바르게 종료를 한다. 종료코드는 0이기 때문이다.
※[2~3] 다음 C 프로그램에 대해 물음에 답하라. 헤더 파일은 생략하였다.
int a=10;
int main(){
int b=20;
int* p = (int*)malloc(100);
f();
printf("%d",b)
return -1;
}
void f(){
int c=30;
printf("%d",c);
}2. main() 함수의 return -1; 에서 -1을 무엇이라고 부르는가? exit(-1)로 해도 같은 의미인가? 누구에게 전달하려고 리턴하나? 이 값을 받은 프로그램이 받은 값을 양수로 출력하면 얼마가 출력될 것인가?
main() 함수의 return -1; 에서 -1은 종료코드이다.
exit(-1)해도 같은 의미이다.
부모 프로세스에게 전달하기위해 리턴한다.
양수로 출력하려면 255이다.
종료코드는 0~255(1바이트)의 값만 가능하다. 그러므로 -1은 0xff이므로 이것은 곧 양의 정수로 255이다. 결과적으로 255가 전달된다.
3. main() 함수가 실행되어 f() 함수 내 printf()가 실행되기 직전과 f()에서 리턴한 직후의 사용자 주소 공간을 각각 그리되, 주소 공간이 형성되는 과정과 주소 공간의 각 영역에 어떤 것들이 존재하는지 자세히 그려라. 현재 소스코드에 보이는 것들만 고려하라.
f() 함수 내 printf()가 실행되기 직전의 사용자 주소 공간
| [코드영역] main() 함수코드 f() 함수 코드 print()함수코드 malloc() 함수코드 |
| [데이터 영역] a = 10 |
| [힙 영역] 100바이트 |
| [미 할당 영역] |
| [스택 영역] b = 20 c = 30 p = 힙 영역의 가상 주소 |
f()에서 리턴한 직후의 사용자 주소 공간
| [코드영역] main() 함수코드 f() 함수 코드 print()함수코드 malloc() 함수코드 |
| [데이터 영역] a = 10 |
| [힙 영역] 100바이트 |
| [미 할당 영역] |
| [스택 영역] b = 20 p = 힙 영역의 가상 주소 |
4. 다음 C 프로그램에서 main()이 실행되면 f(2)를 호출하고, f()는 다시 g()를 호출한다. f()가 g()를 호출하기 직전과 g()에서 리턴한 직후의 사용자 주소 공간을 각각 그리되, 주소 공간이 형성되는 과정과 주소 공간의 각 영역에 어떤 것들이 존재하는지 자세히 그려라. 현재 소스 코드에 보이는 것들만 고려하라.
int a[100];
int main(){
int b=1;
f(2);
return 0;
}
void f(int c){
int d=3;
g();
printf("%d",c);
}
void g(){
int* p = (int*)malloc(100);
}f()가 g()를 호출하기 직전의 사용자 주소 공간
| [코드영역] main() 함수코드 f() 함수 코드 print()함수코드 malloc() 함수코드 |
| [데이터 영역] a [100] |
| [힙 영역] |
| [미 할당 영역] |
| [스택 영역] b = 1 c = 2 d = 3 |
g()에서 리턴한 직후의 사용자 주소 공간
| [코드영역] main() 함수코드 f() 함수 코드 print()함수코드 malloc() 함수코드 |
| [데이터 영역] a[100] |
| [힙 영역] 100바이트 |
| [미 할당 영역] |
| [스택 영역] b = 1 c = 2 d = 3 p = 힙 영역의 가상 주소 |
5. 다음 코드에 답하라.
/*************************
소스 프로그램 prac3_5.c
컴파일 및 실행 방법
$ gcc -o prac3_5 prac3_5.c
$ ./prac3_5
*************************/
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <wait.h>
int main(void){
pid_t pid;
int status;
pid = fork();
if(pid>0){ // (a) 1.부모 2.자식 3.오류처리
sleep(2);
wait(&status);
printf("%d\n",WEXITSTATUS(status));
return 0;
}
else if(pid==0){ // (b) 1.부모 2.자식 3.오류처리
sleep(1);
return -1;
}
else{ // (c) 1.부모 2.자식 3.오류처리
sleep(3);
return 1;
}
}(1) 위 코드의 3개의 주석문 (a), (b), (c)에서 1.부모 2.자식 3.오류처리 중 적합한 것 하나를 선택하라
(a) 부모 (b) 자식 (c) 오류처리
(2) 실행 결과 출력되는 내용은 무엇인가? 프로그램을 실행시켜 결과를 확인하라.
(3) 자식 프로세스는 종료 후 얼마의 시간 동안 좀비 프로세스로 있게 되는가? 1초
6. 다음 C 프로그램에 대해 답하라.
/*******************************
소스 프로그램 prac3_6.c
컴파일 및 실행 방법
$ gcc -o prac3_6 prac3_6.c
$ ./prac3_6
*******************************/
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <wait.h>
int main(void){
pid_t pid;
int status;
pid = fork();
if(pid>0){
sleep(1);
return 0;
}
else if(pid == 0){
sleep(2);
printf("부모프로세스의 pid = %d", getpid());
return -1;
}
}(1) fork() 후 어느 부분이 부모 프로세스의 코드와 자식 프로세스의 코드인가?
if(pid>0) 부분이 부모 프로세스의 코드이고
else if(pid==0) 부분이 자식 프로세스의 코드이다
(2) 고아 프로세스가 발생하는가? 발생한다
(3) 이 프로그램의 실형 결과는 무엇이라고 예측되는가? 프로그램을 실행시켜 결과를 확인하고 실행 결과에 대한 이유를 설명하라.
고아 프로세스가 되어도 종료 되지 않고 #1 init 프로세스에 입양된다. 그래도 여전히 고아 프로세스 라고 부른다
7. 1에서 10까지 더한 합을 종료코드로 리턴하는 sum.c 프로그램을 작성하라. 그리고 execlp("./sum", "./sum", NULL); 을 이용하여 sum 프로그램을 자식 프로세스로 실행시키고 종료코드를 받아 합을 출력하는 프로그램 prac3_7.c를 작성하라. 컴파일 및 실행 사례는 다음과 같다.
$ gcc -o sum sum.c
$ gcc -o prac3_7 prac3_7.c
$ ./prac3_7
1에서 10까지 합한 결과는 55
$
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main() {
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
sum += i;
}
printf("1에서10까지 합한 결과는 %d",sum);
}#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid;
pid = fork(); // 자식 프로세스 생성
if (pid > 0) { // 부모 프로세스 코드
wait(NULL); // 자식프로세스가 종료할 때까지 대기
return 0;
}
else if (pid == 0) { // 자식 프로세스 코드
execlp("./sum", "./sum", NULL);
}
else { // fork() 오류
printf("fork 오류");
return 0;
}
}8. 다음과 같이 주어진 응용프로그램을 작성하라.
부모 프로세스는 두 변수 n과 m을 통해 자식 프로세스가 더할 범위를 지정한다. n에는 1, m에는 100을 저장한다. 이들을 전역 변수로 선언하든 지역 변수로 선언하든 상관없다. 그리고 fork()를 이용하여 자식 프로세스를 생성한다.
자식 프로세스는 부모 프로세스를 그대로 복사하므로 부모에 선언된 변수 n과 m을 그대로 물려받는다. 자식 프로세스는 변수 n에서 변수 m까지 합을 구하고 합이 1000보다 작으면 0을, 1000이면 1을, 1000보다 크면 2를 종료코드로 리턴한다.
부모 프로세스는 wait() 함수를 호출하여 자식 프로세스가 종료하기를 기다린 후, 자식 프로세스의 종료코드를 읽어 n에서 m까지의 합이 1000보다 큰 것이었는지를 판별한다.
이 프로그램이 prac3_8.c 라고할 때, 컴파일 및 실행 사례는 다음과 같다.
$ gcc -o prac3_8 prac3_8.c
$ ./prac3_8
자식 프로세스 : 10에서 100까지의 합은 5050
부모 프로세스 : 1000보다 크다.
$
참고로, 실행 결과에서 "자식 프로세스 : 10에서 100까지의 합은 5050"은 자식 프로세스가 출력한 것이고, "부모 프로세스 : 1000보다 크다." 는 부모 프로세스가 자식의 종료코드를 분석하여 출력한 결과이다.
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid;
int child_pid;
int n=1,m=10,sum=0;
int status;
pid = fork(); // 자식프로세스 생성
child_pid = wait(&status);
if (pid > 0) { // 부모 프로세스에 의해 실행되는 코드
wait(NULL); // 자식프로세스가 종료할 때까지 대기
if (WEXITSTATUS(status) == 2) {
printf("부모 프로세스 : 1000보다 크다.\n");
}
else if (WEXITSTATUS(status) ==0) {
printf("부모 프로세스 : 1000보다 작다.\n");
}
else if (WEXITSTATUS(status) == 1) {
printf("부모 프로세스 : 1000이다.\n");
}
return 0;
}
else if (pid == 0) { // 자식 프로세스에 의해 실행되는 코드
sum = 0;
for (n; n<=m; n++)
sum += n;
printf("자식프로세스: 1에서 100까지의 합은 %d\n",sum);
if (sum < 1000) {
return 0;
}
else if (sum == 1000) {
return 1;
}
else if (sum > 1000) {
return 2;
}
}
else { // fork() 오류
printf("fork 오류");
return 0;
}
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