COM2005_operating-systems

COM2005 운영체제 과제입니다.

proj1

기능이 제한적인 작은 유닉스 셸을 구현하는 것이다. 과제의 목적은 프로세스 생성과 프로세스간 통신을 익히는 데 있다.
셸 구현을 통해 프로세스 생성, 명령어 실행, 표준 입출력 변경, 파이프를 통한 프로세스간 통신을 배운다.

proj2

다중 스레드를 생성하고 운영하는 법을 학습한다.
이를 위해 여러 개의 스레드를 생성하여 스도쿠 퍼즐의 해가 올바른지 검증한다.
검증에 사용하는 스레드는 다음과 같이 세가지 종류가 있다.

모든 가로 줄이 올바른지 검증하는 1개의 스레드
모든 세로 줄이 올바른지 검증하는 1개의 스레드
각각의 부분 격자가 올바른지 검증하는 9개의 스레드

proj3

스핀락은 락의 경쟁이 낮거나 락을 소유하는 시간이 짧은 환경에서 유용한 방식이다.
이번 과제는 아래에 서술한 두 가지 문제를 스핀락을 사용하여 해결한다.

공유버퍼 (bounded-buffer) 문제: 여러 개의 생산자와 소비자가 원형버퍼를 공유한 상태 에서 생산과 소비를 동시에 진행할 때 발생하는 문제이다.
유한대기 (bounded-waiting) 문제: 여러 개의 스레드가 임계구역에 동시에 접근할 경우 락을 사용하여 상호배타를 보장할 수 있다. 아무리 길어도 어떤 정해진 차례 안에서는 스레드가 락을 얻을 수 있도록 보장하는 것이 유한대기 문제이다.

proj4

CS 접근을 통제할 수 있는 스레드 동기화 코드를 완성하고, reader-writer 문제를 다음 네 가지 버전으로 설계하고 구현한다.

Reader 선호 (조건변수 버전): POSIX 조건변수를 사용하여 reader 선호 방식을 구현한다. 단, 조건변수를 조회하기 위한 뮤텍스락 (mutex lock) 한 개 이외에는 어떠한 뮤텍스락이나 세마포를 사용할 수 없다.
Writer 선호 (뮤텍스락 버전): POSIX 뮤텍스락을 사용하여 writer 선호 방식을 구현한다. 단, POSIX 조건변수나 세마포를 사용할 수 없다.
Writer 선호 (조건변수 버전): POSIX 조건변수를 사용하여 writer 선호 방식을 구현한다. 단, 조건변수를 조회하기 위한 뮤텍스락 한 개 이외에는 어떠한 뮤텍스락이나 세마포를 사용할 수 없다.
공정한 reader-writer (뮤텍스락 버전): POSIX 뮤텍스락을 사용하여 공정한 reader-writer 방식을 구현한다. 단, POSIX 조건변수나 세마포를 사용할 수 없다

proj5

스레드풀은 스레드의 생성과 관리에 필요한 사용자의 부담과 비용을 줄이고, 시스템의 스레 드 수가 제한된 범위를 넘지 않도록 조절하는 유용한 방식이다. 사용자가 작업을 스레드풀에 제출하면 풀 안에 있는 스레드가 그 작업을 실행한다. 제출된 작업은 대기열에서 기다리다 한가 한 스레드에 의해 선택되어 실행된다. 대기열에 더 수행할 작업이 없으면 스레드는 새 작업이 들어와 깨워줄 때까지 대기상태로 있는다. Pthread와 POSIX 조건변수를 사용하여 스레드풀을 구현한다.

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