04. 04 TIL

• Stack과 Queue 그리고 Array와 Linked LIst 자료구조와 차이점

-> 스택은 가장 최근에 추가된 데이터가 먼저 제거됩니다. 큐는 반대로 먼저 저장된 데이터가 먼저 제거되는 자료구조로, 두 자료구조는 데이터가 처리되는 순서가 다릅니다.

배열과 링크드 리스트는 구현 방식과 작업 방식이 다른 자료구조입니다. 배열은 각 요소가 저장될 때 인접한 메모리에 저장되고 인덱스를 부여받기 때문에 요소에 접근할 때 인덱스를 통해 빠르게 접근할 수 있습니다. 또한 선언 후에는 그 크기를 변경할 수 없습니다. 링크드 리스트는 메모리 주소가 연속되어 있지 않기 때문에 요소를 검색할 때마다 각 노드를 순차적으로 모두 검색해야 하지만, 크기의 제한이 없어 요소의 추가/제거가 자유롭습니다.

• 절차지향/ 객체지향/ 함수형 프로그래밍이란? 차이점은?

-> 절차지향 프로그래밍은 프로그램을 프로시저 또는 함수 단위로 쪼개어 나누는 프로그래밍 패러다임입니다. 쪼갠 작업 단위는 순차적으로 실행되며 각 단위는 입력 데이터를 받고 출력 데이터를 다음 작업으로 전송합니다.주로 운영체제 및 장치 드라이버 등 성능 최적화 프로그램 개발 시 사용합니다.

객체지향 프로그래밍은 클래스와 인스턴스를 기반으로 한 프로그래밍 패러다임입니다. 클래스는 각 인스턴스의 속성을 정의하는 청사진으로, 인스턴스는 클래스를 실체화한 것입니다. 이러한 인스턴스(객체)는 서로 간 역할이 있고, 이 역할에 따라 다른 객체와 상호작용하며 기능을 수행합니다. 주로 복잡도가 높은 프로그램을 개발할 때 사용합니다.

함수형 프로그래밍은 데이터의 입출력이 항상 동일하도록 설계한 것을 의미합니다. 각 프로그램은 입력 데이터를 받고 출력 데이터를 변수 없이 반환하는 함수로 설계되었습니다. 주로 과학 시뮬레이션, 재무 모델링 등 높은 수준의 동시성 및 병렬성이 필요한 프로그램을 개발하는 데 사용합니다.

 

공부 : 10분 테코톡 - 프로세스 vs 스레드

https://www.youtube.com/watch?v=1grtWKqTn50 

1) 실행 시 메모리

코드 : 실행명령을 포함하는 코드들

데이터 : 정적 또는 글로벌 변수

힙 : 동적 메모리 영역

스택 : 지역변수, 매개변수, 반환 값 등 일시적인 데이터

 

2) 해당 프로세스에 대한 정보를 담고있는 PCB 블럭

포인터 : 프로세스의 준비 상태, 대기 상태의 큐를 구현

Process State : 현재 프로세스 상태

PID : 고유번호

프로그램 카운터 : 다음 명령어

 

컨텍스트 스위칭

PCB1과 PCB2를 동시에 실행하고 싶을 때

1) PCB1이 CPU를 점유하며 실행 상태, PCB2는 준비 상태

2) PCB2가 실행되기 위해 PCB1은 준비 상태. 두 개를 반복하며 상태가 바뀌는 것이 컨텍스트 스위칭이다.

 

스레드는 프로세스를 경량화한 버전이다.

-> 멀티 스레드의 경우 코드, 데이터, 힙을 공유하기 때문에 컨텍스트 스위칭이 일어날 때 캐싱 적중률이 올라간다.

 

멀티 프로세스 & 멀티 스레드 : 애플리케이션 처리 방식의 일종

1) 멀티 프로세스 : 같은 작업에 대해 한번에 하나의 작업만 처리 가능하지만, 다수의 요청이 있을 때 부모 프로세스가 fork()해서 자식 프로세스를 만들고, 부모 프로세스와 별개의 메모리 영역을 확보해 다수 작업을 수행

- IPC를 이용한 통신

- 자원 소모적, 개별 메모리 차지

- 컨텍스트 스위칭 비용이 크다

- 동기화 작업이 필요하지 않다

2) 멀티 스레드

- 스레드 간 연결이 긴밀하다

- 공유 자원으로 통신 비용, 메모리 사용량 절감

- 컨텍스트 스위칭 비용이 작다

- 동기화 작업을 통해 공유 자원 관리를 해야한다

 

3) 왜 멀티 프로세스를 이용할까?

- 멀티 스레드의 경우 한 스레드에 문제가 생기면 전체 멀티 스레드에 영향이 간다

 

멀티 코어 : 하드웨어 측면, 동시성과 병렬처리

- 동시성 : 하나의 코어에서 하나 이상의 프로세스(스레드)가 번갈아가며 작업을 진행해 동시에 진행되는 것처럼 보임

- 병렬처리 : 둘 이상의 코어에서 동시에 하나 이상의 프로세스(스레드)가 한꺼번에 진행되는 것