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컴퓨터과학100

가상 메모리와 페이지 교체 알고리즘 (LRU, FIFO) 컴퓨터 시스템에서 메모리 관리와 프로세스 실행의 효율성을 높이는 것은 매우 중요한 과제입니다. 가상 메모리 기술은 제한된 물리적 메모리를 효율적으로 활용할 수 있도록 도와주며, 이 과정에서 페이지 교체 알고리즘이 핵심적인 역할을 합니다. 이번 글에서는 가상 메모리의 개념과 대표적인 페이지 교체 알고리즘인 LRU(Least Recently Used), "FIFO(First In First Out)"를 소개하고, 이 알고리즘들이 실제로 어떻게 응용되는지 알아보겠습니다. 1. 가상 메모리란? "가상 메모리(Virtual Memory)"는 물리적 메모리의 한계를 극복하기 위해 운영 체제가 제공하는 기술입니다. 이를 통해 프로세스는 실제 물리적 메모리보다 더 큰 가상의 주소 공간을 사용할 수 있으며, 메모리 관리.. 2025. 1. 24.
메모리 관리 기법 (페이징, 세그멘테이션) 페이징과 세그멘테이션은 컴퓨터 운영체제에서 메모리 관리의 중요한 기법입니다. 두 기법은 각각 메모리의 효율적인 분배와 관리, 프로그램 실행을 최적화하는 데 핵심적인 역할을 하며, 운영체제가 메모리 자원을 어떻게 할당하는지를 이해하는 데 중요한 개념입니다. 이번 블로그에서는 페이징과 세그멘테이션의 정의, 특징, 차이점 및 실제 적용 사례 등을 다뤄보겠습니다.페이징(Paging)페이징의 개념페이징은 프로그램의 메모리 공간을 고정된 크기의 블록(페이지)으로 나누고, 물리 메모리 역시 페이지 프레임이라고 불리는 동일한 크기의 블록으로 나누어 메모리를 관리하는 기법입니다. 페이징 기법을 사용하면, 프로그램은 논리적 주소 공간을 페이지 단위로 분할하고, 운영체제는 각 페이지를 물리적 메모리의 빈 페이지 프레임에 할.. 2025. 1. 23.
프로세스 관리 심화 (컨텍스트 스위칭, 멀티스레딩) 프로세스 관리는 운영체제에서 가장 중요한 개념 중 하나로, 여러 프로세스들이 CPU 자원을 효율적으로 공유하고 실행될 수 있도록 관리합니다. 그 중에서도 컨텍스트 스위칭과 멀티스레딩은 중요한 기술적 기법으로, 현대 운영체제에서 높은 성능과 효율성을 보장하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 이 글에서는 이 두 가지 주제에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 1. 컨텍스트 스위칭 (Context Switching) 컨텍스트 스위칭은 운영체제에서 하나의 프로세스가 CPU를 사용하고 있을 때, 다른 프로세스에게 CPU 자원을 할당하기 위해 현재 프로세스의 상태를 저장하고, 새로운 프로세스의 상태를 불러오는 작업을 의미합니다. 이는 멀티태스킹을 구현하는 핵심 메커니즘으로, 하나의 CPU가 여러 프로세스를 동시에 처리하는 것.. 2025. 1. 23.
정수론 알고리즘 (GCD, Modular Exponentiation, Sieve of Eratosthenes) 정수론(數理論, Number Theory)은 수학의 한 분야로, 자연수와 그들의 관계에 대해 연구하는 학문입니다. 특히, 컴퓨터 과학과 알고리즘 분야에서는 정수론이 매우 중요한 역할을 합니다. 다양한 알고리즘 문제에서 정수론의 기법이 활용되며, 특히 GCD, Modular Exponentiation, Sieve of Eratosthenes는 알고리즘의 기본적인 부분으로, 많은 문제 해결에 필수적인 기법들입니다. 이 글에서는 이 세 가지 정수론 알고리즘을 자세히 설명하고, 각 알고리즘이 어떻게 활용되는지 살펴보겠습니다. 1. GCD (Greatest Common Divisor, 최대공약수) "최대공약수(GCD)"는 두 숫자가 공통으로 나누는 가장 큰 수를 의미합니다. 예를 들어, 12와 18의 GCD는 6.. 2025. 1. 23.
Union-Find 자료구조 최적화 (Path Compression, Union by Rank) Union-Find 자료구조는 "불일치 집합(Disjoint Set)"을 처리하는 데 매우 중요한 자료구조로, 주로 집합의 합치기(Union) 및 집합의 찾기(Find) 작업을 효율적으로 처리할 수 있도록 설계되었습니다. 이 자료구조는 다양한 알고리즘 문제에서 핵심적인 역할을 하며, 특히 그래프의 연결성 문제를 해결할 때 유용하게 사용됩니다. 예를 들어, 최소 신장 트리나 사이클 탐지와 같은 문제에서 Union-Find는 필수적인 도구입니다. 하지만 기본적인 Union-Find 구현은 최적화되지 않으면 비효율적일 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 Path Compression과 Union by Rank라는 두 가지 중요한 최적화 기법이 사용됩니다. 이 글에서는 Union-Find 자료구조의 기본 개념과 .. 2025. 1. 23.
Link-Cut Tree 동적 트리 자료구조의 이해와 활용 Link-Cut Tree는 "동적 트리(Dynamic Tree)"를 구현하기 위한 고급 자료구조로, 효율적인 트리 연산을 가능하게 해주는 자료구조입니다. 이 자료구조는 주로 트리의 연결 및 분할과 관련된 문제를 해결하는 데 유용하며, 시간 복잡도 측면에서 매우 효율적입니다. 이 글에서는 Link-Cut Tree의 개념, 기본 연산, 활용 예시 등을 다루며, 해당 자료구조를 이해하는 데 필요한 내용을 설명합니다. Link-Cut Tree란 무엇인가? Link-Cut Tree는 트리 자료구조를 동적으로 관리하는 자료구조로, 주어진 트리의 부분 트리를 연결하거나 분할할 수 있습니다. 기존의 트리 구조에서는 트리의 부모-자식 관계를 고정된 상태로 유지하는 반면, Link-Cut Tree는 부분 트리의 연결과 분.. 2025. 1. 23.
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