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1. 쓰레드란 무엇인가?

* 멀티 프로세스 기반 프로그램

: 서로 다른 프로그램을 실행시키기 위해서 다른 프로세스를 생성하는 것 처럼, 하나의 프로그램이 둘 이상의 일을 동시에 처리하기 위해서 둘이 상의 프로세스를 필요로 한다.

* 멀티 프로세스 운영체제 기반 프로그램의 문제점과 새로운 제안

: 많은 수의 프로세스 생성은 빈번한 컨텍스트 스위칭(Context Switching : 레지스터에 프로세스의 상태 정보를 저장하고 복원하는 일련의 과정)으로 이어져 성능에 영향을 미치기 때문에 부담스러운 작업이다.

: 저장하고 복원하는 컨텍스트 정보의 개수를 줄여준다면, 그 부담을 줄어들 것이다. 컨텍스트 정보란 프로세스 상태정보를 뜻한다.

: A프로세스와 B프로세스가 부모 자식관계라도 일단 생성되고 나면 완전히 별개의 프로세스가 된다.

: 그런데 A프로세스와 B프로세스가 완전히 별개가 아닌 50% 정도만 별개이고 나머지는 공유하는 구조라면 컨텍스트 스위칭의 부담도 반으로 줄지 않을까? 이것이 쓰레드의 탄생한 배경이다.

* 해결책, 쓰레드

: 하나의 프로그램 내에서 둘 이상의 프로그램 흐름을 만들어내기 위해 디자인되었다. 쓰레드간에는 공유하는 상태 정보들이 있기 때문에 이것이 쓰레드의 컨텍스트 스위칭을 빠르게 하는 요인이 된다.

- 쓰레드는 하나의 프로그램 내에서 여러 개의 실행 흐름을 두기 위한 모델이다.

- 쓰레드는 프로세스처럼 완벽히 독립적인 구조가 아니다. 쓰레드들 사이에는 공유하는 요소들이 있다.

- 쓰레드는 공유하는 요소가 잇는 관계로 컨텍스트 스위칭에 걸리는 시간이 프로세스 보다 짧다.

* 메모리 구조 관점에서 본 프로세스와 쓰레드

: 자식 프로세스 생성후 메모리 구조는 서로 아무리 관계가 없게 된다.

: 쓰레드 생성후 메모리 구조는 해당 쓰레드만을 위한 스택을 생성할 뿐 그 이외의 영역은 프로세스영역을 공유하고 있다.

- 쓰레드의 특성 1 : 쓰레드마다 스택을 독립적으로 할당해 준다.

: 스택은 함수 호출 시 전달되는 인자, 되돌아갈 주소값 및 함수내에서 선언하는 변수들을 저장하는 메모리 공간이다.

: 실행흐름의 추가를 위한 최소 조건이다.

- 쓰레드의 특성 2 : 코드 영역을 공유한다.

: 프로세스의 main 함수 이외에도 쓰레드의 main 함수가 따로 존재한다.

- 쓰레드의 특성 3 : 데이터 영역과 힙을 공유한다.

: 쓰레드 간에 힙과 데이터 영역을 공유하기 때문에 IPC가 필요 없어졌다. 전역변수와 malloc 함수를 통해서 동적할당된 메모리 공간은 공유가 가능하다.

: 메모리 영역을 공유할 때 문제가 발생할 수 있기 때문에 프로그래밍시 주의가 필요하다

* Windows에서의 프로세스와 쓰레드

: Windows 입장에서는 프로세스는 단순히 쓰레드를 담는 상자에 지나지 않는다.

: 사실 Windows운영체제에서 프로세스는 상태를(Running, Ready, Blocked)를 지니지 않고 쓰레드가 가진다.

: 스케줄러가 실행단위로 잡는 것도 쓰레드이다.

: 즉, Windows에서 실행의 중심은 프로세스가 아니라 쓰레드이다.

: main Thread라고 부르며 일반적으로 프로그래머에 의해서 직접적으로 생성되는 쓰레드와 구분지어 말한다.

2. 쓰레드 구현 모델에 따른 구분

* 커널레벨(Kernel Level) 쓰레드와 유저레벨(User Level) 쓰레드

-. 커널레벨 쓰레드 모델

: 프로그래머 요청에 따라 쓰레드를 생성 및 스케줄링하는 주체가 커널인 경우, 커널 레벨 쓰레드라고 한다.

: 위의 유저영역은 코드, 데이터, 스팁 및 힙을 가리킨다.

: 커널 영역은 운영체제라는 하나의 소프트웨어를 실행시키기 우해서 필요한 메모리 공간이다.

: 오늘 날의 대부분의 운영체제는 커널 레벨 쓰레드를 기반으로 쓰레드 모델을 지원한다.

-. 유저레벨 쓰레드 모델

: 커널에서 쓰레드 기능을 지원하지 않을 때 생각해 볼 수 있는 모델.

: 커널에 의존적이지 않은 형태로 쓰레드의 기능을 제공하는 라이브러리를 활용할 수 있다.

: 쓰레드를 지원하지 않기 때문에 스케줄링의 대상은 프로세스이다.

: 쓰레드를 스케줄링하는 스케줄러는 유저영역에서 실행된다.

Tip 커널(Kernel) 영역

: 운영체제도 일반적 프로세스과 마찬가지로 함수, 스택, 코드, 전역함수 선언 등등이 동일하게 존재한다.

: 영역이 다른 프로그램일 뿐이고 유저가 사용하는 프로세스와 혼선을 피하기 위해 유저영역, 커널영역으로 나누어 둔것이다.

Tip 컨텍스트 스위칭이 빨라진 쓰레드

- pc : 쓰레드마다 별개의 main함수가 돌아가므로 Context switching이 발생한다.

- fp, sp : 스텍은 별도이므로 Context switching이 발생한다.

- Register : 공유될수는 있으나 디자인에 따라 달라지므로 일반적으로 언급하기 힘들다

- 성능의 차이는 Cash에서 찾자(한번 읽어들인 메인 메모리의 데이터를 저장하고 있다가 CPU가 다시 그 메모리에 저장된 데이터를 요구할 때, 바로 전달해주는 역할)

- 쓰레드는 Cash에 있는 정보를 같이 사용하기 때문에 Cash가 다시 메인 메모리를 읽어들일 필요가 사라진다.

* 커널 모드(Kernel Mode)와 유저모드(User Mode)

: 유저 모드에서는 커널 영역으로의 접근이 금지된다. 

: 커널 모드에서는 모든 영역의 접근이 혀용된다.

: 모드의 전환(커널 모드 유저모드)은 시스템에 부담을 주는 일이다.

: 커널 모드와 유저 모드를 제공하는 것은 프로세서(Processor), 즉 CPU에서 제공하는 일이다.

* 커널 레벨 쓰레드와 유저 레벨 쓰레드의 장점 및 단점

- 커널 레벨 쓰레드

장점 : 안전성, 기능의 다양성

단점 : 커널에서 기능을 제공하기 때문에 성능 저하

- 유저레벨 쓰레드

장점 : 전환 필요없기때문에 성능 좋음

단점 : 프로세스 내에 쓰레드가 하나만 블로킹 되어도 나머지 쓰레드가 작동하기 어려움

: 리눅스의 경우 유저 레벨 쓰레드를 활용하기도 한다.

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이번 Part3의 큰 주제는 쓰레드이다. 쓰레드가 무엇인지 설명하고 쓰레드 프로그래밍에서 가장 중요한 동기화를 공부한다.

: 함수가 호출되는 원리와 호출 될때마다 할당되는 메모리 방식에 대해 이야기 할 것이다. 

1. 절차적 함수 호출(Procedure Call)지원 CPU 모델

: 함수 호출이라는 것은 소프트웨어 적인 무언가에 의해 작동하는 기능으로 이해하는 경향이 강하다.

: 하지만, 함수 호출이라는 기능은 하드웨어 종속적인 부분이 상당수 존재한다.

: CPU에 따라서 함수가 호출되는 방식이 다르다.

* 스택 프레임(Stack Frame)구조

: 함수내 선언된 변수는 스택에 할당된다.

: 함수 호출 과정에서 할당되는 메모리 블록을 스택프레임이라고 한다.

: 해당 함수가 호출되면서 변수가 스택에 할당되는데 이를 스택프레임이라고 하고 함수가 반환되었을 때 이 스택 프레임은 반환되어 접근할 수 없다.

* sp 레지스터

: 지역변수의 메모리 공간을 스택이라고 불리는 이유는 메모리의 구조적인 특성인 First In, First Out 때문이다.

: 스택의 위치를 기억해야 데이터를 쌓거나 반환할 수 있기 때문에, 이를 위해 sp(Stack Pointer)라는 이름의 Register가 존재한다.

: 스택은 주소값이 위에서 아래로, 혹은 아래서 위로 올라가는 구조일 수 있다.

: 호출이 완료된 함수에서 빠져나오는 시점에서 메모리 공간을 얼마나 반환해야 하는지(sp를 밑으로 얼만큼 움직여야하는지) 알 수 없다.

* 프레임 포인터(Frame Pointer) 레지스터

: 나중에 되돌아갈 sp의 위치를 저장해 놓는 레지스터이다.

: 함수 호출이 일어날 때 마다 fp 레지스터에 저장되어 있는 값을 스택에 저장한다. 이로써 함수를 중복 호출했을때의 문제를 해결 할 수 있다.

2. 함수 호출 인자의 전달과 PUSH & POP 명령어 디자인

: 함수 호출과 프로시저(Procedure) 호출의 차이는 반환값의 유무로도 볼 수 있다.

함수 호출 시 실행 위치의 이동은 어떻게 이뤄지는가?

함수 호출 시 전달되는 인자들은 어떻게 함수 내부로 전달되는가?

함수 호출이 끝나고 나면 어떻게 이전 실행위치로 복귀하는가?

* 함수 호출 인자의 전달방식

: 지역변수와 마찬가지로 스택에 할당한다.

: 성능향상을 위해 일부 전달 인자들은 레지스터를 할당하도록 제품의 표준을 정의하기도 한다.

* PUSH & POP 명령어 디자인

3. 함수 호출(Procedure Call)에 의한 실행의 이동

* 다시 살펴보는 메모리 구조와 프로그램 카운터

: 프로그램을 실행시키면 위와 같은 메모리 구조가 형성되고 Code 영역에 실행되어야 할 명령어들이 올라가서 순차적인 실행이 이뤄지게 된다.

: 코드영역에 올라간 다음부터 명령어는 Fetch, Decode, Execution된다.

: CPU가 메모리 영역 중 스택을 컨트롤하기 위해서 sp 레지스터를 둔 것처럼, 명령어를 순차적으로 fetch하기 위해서 프로그램 카운터라 불리는 pc 레지스터를 둔다.

: pc 레지스터는 CPU가 자동으로 Fetch, Decode, Execution 과정을 진행하기 때문에 조절하지 않아도 되지만, 경우에 따라서 직접 조절해야하는 경우도 발생한다.

* 함수 호출과 함수 종료

: 함수 호출 시 실행위치의 이동은 어떻게 이뤄지는가?

: 함수호출이 가능하기 위해서는 pc 레지스터가 순차적인 실행만으로는 부족하고 특정 위치로의 이동이 가능토록 해야만 한다.

: IR을 sp의 fp처럼 사용한다. 이때 과거의 IR값은 스택에 저장한다.

4. 함수 호출 규약

* 함수 호출 규약이란?

: 전달 인자의 스택을 쌓는 방법에 두가지 존재하듯이(위에서 아래로, 아래서 위로), 함수 호출 과정에서 할당된 스택 프레임을 반환하는 방법에도 두가지가 존재한다.

: A함수가 B함수를 호출하는 프로그램을 작성한다고 가정할 때, 스택 프레임을 정리하는 코드가 어디에 존재하느냐에 따라서 그 방법이 크게 두가지로 나뉜다.

: 함수 호출 시 인자를 전달하는 방식과 스택 프레임을 반환하는 방식을 약속해 놓은 것을 함수 호출 규약이라 부른다.

* _cdecl, _stdcall + a

: _stdcall 은 함수 호출 규약을 지정하는 것이다. _stdcall 호출규약에 따라서 STDCallFrunction 함수의 호출과 반환을 처리하라는 뜻

: 모든 함수들은 프로젝트 속성창에 선언된 디폴트 함수 호출 규약을 따르게 되고 따로 선언할 수도 있다.

* 호출 규약의 종류와 의미

: _cdecl은 C/C++의 디폴트 호출 규약으로 알려져 있다.

: _stdcall와 _cdecl의 차이점은 스택 프레임을 반환하는 주체이다. _stdcall은 호출된 함수 내에서 스택 프레임을 반환하도록 정의되어 있다. 

: _fastcall 은 함수를 빠르게 처리하기 위한 호출 규약이다.

: Parameters in registers 부분은 전달되는 인자를 저장할 때 레지스터의 사용 유무를 설명한다. 안의 값은 레지스터 이름을 의미한다.

: 레지스터를 사용한다는 점이 함수 호출을 빨라지게 하는 근거가 된다.

: 64비트에서는 인자를 더 많이 활용하며, windows64bit는 4개 Linux는 최대 14개까지 활용한다.

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1. 프로세스의 스케줄링(Scheduling)

: 멀티 프로세스 기반 운영체제에서는 CPU를 프로세스에게 골고루 할당해주는 일이 필요한데, 이는 운영체제의 일부분인 스케줄러가 담당한다.

* 일반 OS와 리얼타임(Real Time) OS의 차이점

: RTOS와 일반 OS의 차이는 응답성(응답속도)에 있다. RTOS는 응답성이 Windows와 같은 일반 OS보다 좋다. 

: OS는 범용적인 목적을 위해 제작되었고, RTOS는 사용되는 목적이 구체적이고 제한적이기 떄문에 보다 단순하게 디자인됐으며 일반 OS에 비해서 훨씬 가볍다.

* Soft RTOS vs Hard RTOS

: 위에서 설명 한 것이 Soft RTOS이다.

: 전통적으로는 RTOS를 Hard RTOS의 개념으로 본다. 이는 일반 OS에 비해서 단순히 응답성이 좋은 것정도로 설명되지 않는다. Hard RTOS에서 중요시 하는 것은 개선된 응답성이 아니라 Dead Line이다.

: 안전, 핵 발전 등 데드라인이 중요한 시스템에서 이를 크리티컬하게 충족시킬 수 있는 능력을 지니는 RTOS를 가리켜 Hard RTOS라고 한다.

: 따라서 이를 디자인하는 것은 쉬운일이 아니며 일반 OS와 다른 알고리즘으로 스케줄러가 디자인된다.

* 선점형(Preemptive) OS 와 비선점형(Non-Preemptive) OS

: OS를 구분할때 OS와 RTOS로 나누는 것 처럼, 프로세스 실행을 다른 프로세스로 넘기는 방식에 따라서 선점형 OS와 비선점형 OS로 구분한다.

- Non-Preemptive OS

: 현재 실행 중인 프로세스보다 높은 우선순위의 프로세스가 등장한다고 해서 실행의 대상을 바로 변경하지 않는다. 현재 실행중인 프로세스가 끝나거나 Blocked 상태에 놓일때까지 기다린다.

: Interactive한 프로그램 구현시 프로그래머 의존도가 높아지는 문제점을 지닌다. 

- Preemptive OS

: 현재 실행 중인 프로세스보다 높은 우선순위의 프로세스가 등장하면 스케줄러에 의한 실행 순서 조정이 적극적으로 가해진다.

: 둘 이상의 프로세스를 동작시키는 멀티 프로세스 기반 OS에 적합하다

: 오늘날은 거이 Preemptive OS를 사용한다.

* Preemptive OS의 대표적인 두가지 알고리즘

- Priority 스케줄링 알고리즘

: 각각의 프로세스마다 우선순위를 부여해서 우선순위가 높은 프로세스를 먼저 실행시키는 방식이다. 

- Round-Robin 스케줄링 알고리즘

: 동일한 우선순위를 가지고 있을 때 정해진 시간 간격만큼만 실행하고 다른 프로세스에게 CPU를 할당하는 방식이다.

: 최소 단위 시간간격을 가리켜 Quantum 혹은 Time Slice라고 하는데 이를 기준으로 CPU할당을 넘기게 된다.

* 스케줄링 알고리즘에 의해서 스케줄링이 진행되는 시점

: Preemptive OS를 디자인한다고 가정한다면, 어느 시점에 스케줄러가 동작하도록 디자인하면 좋을까?

: 세가지 경우의 수이다.

1. Round-Robin 방식의 스케쥴링 알고리즘 관점 

: 정해진 시간이 지날 때마다 ==> 매 타임 슬라이스마다 스케줄러가 동작해야함

2. Priority 방식의 스케줄링 알고리즘 관점

: 우선순위가 높은 프로레스가 무조건 실행되어야함. 즉, 새로운 프로세스가 등장할 때마다, 혹은 현재 프로세스가 종료되었을 때 스케쥴러가 동작해야한다.

3. Blocking 관점

: Blocking 되었을 때 다른 프로세스가 실행되어져야 하므로 스케줄러가 동작해야한다.

* Priority Inversion

: 프로세스의 우선순위가 뒤바뀌는 현상이다.

: 우선순위가 A>B>C 라고 가정할때 밑과 같은 문제가 있다.

: 위의 문제는 A와 C 프로세스가 협업을 하는 도중 A가 C를 기다리기 위해 Blocking 되었을 떄 B가 C를 치고 나와 먼저 실행되는 현상이다.

: 해결방법은 운영체제마다 다르지만 A가 C에게 자신의 우선순위를 위임하고 Blocked 상태로 빠지는 방법이 있다.

2. Windows 프로세스 우선순위

: Windows는 총 6단계의 우선순위 계층을 제공한다.

: 우선순위가 어떤 경우에 사용된다는 평범한 기준은 없지만, 직접 바꾸며 실행해보면서 시스템에 어느정도 영향을 미치는지 보고 경험적으로 결정한다.

3. 명령프롬프트 프로젝트 기능 추가

* Redirection(리다이렉션) 의 이해

: 방향 재지정을 의미한다. 콘솔에서 입력하던것을 파일로부터 입력을 받는 것처럼  입력과 출력을 재지정하는 것이다.

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1. 핸들 테이블과 오브젝트 핸들의 상속

: 오브젝트 핸들의 상속과 핸들 테이블에 대한 개념을 소개할 것이다.

: Windows 운영체제를 이해하는데 도움이 되며, 파이프 기반 IPC를 이해하는데 필요하다

* 프로세스의 커널 오브젝트 핸들 테이블

- 핸들과 커널 오브젝트의 리뷰

: 리소스(프로세스)를 관리하기위해 커널 오브젝트가 생성되고 그 결과 이를 가르키는 핸들이 반환된다. 이때 핸들은 특정 주소를 가르키게 되는데 사용자는 핸들 테이블을 참조하여 특정 주소를 참조할 수 있다.

- 프로세스의 핸들 테이블 도입

: 핸들 테이블은 핸들 정보를 저장하고 있는 테이블로써 프로세스 별로 독립적이다.

: 각각의 프로세스가 자신만의 핸들 테이블을 하나씩 구성하고 관리한다.

: 프로세스가 CreateProcess 함수나 CreateMailslot과 같은 함수 호출을 통해서 리소스 생성을 요구한 결과로 핸들 정보를 얻게 될 경우, 프로세스 자신에게 속해 있는 핸들 테이블에 해당 정보가 등록된다.

: 핸들 테이블은 프로세스 별로 독립적이다.

* 핸들의 상속

: CreateProcess 함수 호출시 전달되는 인자 가 무엇이냐에 따라서 부모 프로세스 핸들테이블에 등록되어 있는 핸들 정보가 자식프로세스에게 상속될 수 있다.

- 핸들의 상속에 대한 이해

: 부모 프로세스 핸들 테이블의 상속여부에 따라 자식의 핸들 테이블에 상속이 될지 말지 결정된다. 각 항목의 상속 여부 또한 상속이 되므로 변경하지 않는이상 상속된 항목은 계속 상속된다.

- 핸들의 상속을 위한 전달인자

: CreateProcess의 다섯번째 전달인자인 bIngeritHandle 이 자식 프로세스에게 핸들 테이블에 등록되어 있는 핸들정보를 상속해 줄것인지를 결정한다.

- 핸들의 상속과 커널 오브젝트의 Usage Count

: 프로세스가 핸들을 얻게 되었다는 의미는 핸들 테이블에 해당 핸들에 대한 정보가 갱신 되었음을 의미하는 것이다.

- 상속이 되기 위한 핸들의 조건

: SECURITY_ATTRIBUTES 구조체를 확인하고 내부 상속 속성은 TRUE로 설정해준뒤 CreateMailslot 함수의 인자로(주소값을) 넘겨준다.

: 결국 CreateProcess 함수 호출시 핸들 상속과 관련해서 두가지 사항을 결정해야한다.

1. 부모 프로세스 핸들 테이블의 상속여부

2. 생성된 자식 프로세스 핸들의 상속여부

* 예제를 통해서 확인하는 핸들 정보의 상속

: 자식 프로세스가 부모의 핸들 테이블을 상속하여 메일슬롯을 통해 IPC를 할 수 있다.

: 핸들 테이블은 운영체제에 의해 관리되기 때문에 등록된(상속된) 핸들 정보를 자식 프로세스는 확인할 수 없다.

: 부모 프로세스가 자식 프로세스에게 핸들 정보를 자식 프로세스에게 전달해 줘야만 상속된 핸들이 의미를 지니게 된다.

* Pseudo 핸들과 핸들의 중복(Duplicate)

: GetCurrentProcess 함수를 통해 얻은 자신의 핸들은 가짜(pseudo) 핸들이라고 한다. 이렇게 얻어진 핸들은 핸들 테이블에 등록되어 있지 않은 핸들이기 때문이다.

: DuplicateHandle을 이용하면 진짜 핸들을 얻을 수 있다.

: 가짜 핸들을 복사하여 자신의 핸들 테이블에 등록하는 것이므로, 커널 오브젝트를 가리키는 핸들이 두개가 된다. 그러므로 CloseHandle 함수를 통해 Usage Count를 감소시켜주어야 한다.

* 부모 프로세스의 핸들을 자식 프로세스에게 전달하기

: DuplicateHandle을 이용하여 상속가능한 핸들을 테이블에 등록하면 상속이 된다.

2. 파이프 방식의 IPC

* 메일슬롯에 대한 회고와 파이프의 이해

: Windows의 파이프 메커니즘에는 Anonymous Pipe와 Named Pipe 두가지가 있다.

: 메일슬롯은 서로 관련이 없는 프로세스들 사이에서 통신할 떄 유용한 IPC 기법이다. 브로드 캐스트 방식의 단방향 통신이므로 동시에 여러 프로세스에게 발송이 가능하다.

: Anonymous Pipe는 관계가 있는 프로세스 사이에서 통신하는 경우에 유용하다.

: Named Pipe는 관계가 없는 프로세스들 사이에서도 데이터를 주고 받을 수있으며 양방향 통신이 가능하다. 따라서 간단한 채팅 프로그램을 만들어보기 용이하다.

* Anonymous Pipe

: CreatePipe 함수로 구현하며, 데이터를 읽고, 쓰는 파이프의 주소값을 반환받아 여기에 파일을 읽고, 쓰면 원하는 값을 얻을 수 있다.

* Named Pipe

: Server 프로세스가 CreateNamedPipe 함수를 통해 파이프를 생성한 뒤 ConnectNamedPipe 함수를 호출하여 연결 요청을 기다리는 파이프로 상태를 변경한다.

: Client 가 CreateFile통해 연결 요청을 위한 리소스를 생성하고 연결을 시도한다.

: 자세한 예제는 책을 참고하자

3. 프로세스 환경변수

: 프로세스 생성시 main 함수의 매개변수를 통해 핸들 정보를 전달하는 것이 안전하다.

: 프로세스 별로 별도의 메모리 공간에 문자열 데이터를 저장하고 관리할 수 있도록 되어있다.  [key, value] 형식이며 상속, 부모 프로세스에서 자식의 환경변수 등록 모두 가능하다. 

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: 커널 오브젝트의 두가지 상태와 핸들 테이블에 대한 개념을 이해하기 위해서 프로세스간 통신 기법을 예로 들것이다.

1. 프로세스간 통신(IPC(Inter-Process Communication))의 의미

: 둘 이상의 프로세스가 데이터를 주고 받는 행위

* 프로세스 사이에서 통신이 이뤄지기 위한 조건

: 서로 통신하고자 하는 프로세스가 서로 만날수 있는 여건 (공유하는 메모리 영역이 존재하는 것을 의미)이 허락되거나,

: 전화나 메신저 같은 보조 수단이 필요하다

* 프로세스들이 서로 만날 수 없는 이유

: 프로세스들은 자신에게 할당된 메모리 공간 이외에는 접근이 불가능하다.

* 프로세스들이 서로 만나지 못하게 디자인한 이유

: 프로세스간 간섭을 차단하여 안전성을 높이기 위함

2. 메일 슬롯 방식의 IPC

* 메일슬롯 원리

: 메일슬롯은 파이프와 더불어 대표적인 IPC기법이다.

: 선형적인 메모리 구조의 특성을 반영하여 메일 박스가 아니라 슬롯이 된 것으로 보인다.

: 데이터를 주고 받기 위해서 프로세스가 우체통을 마련하는 것

: Sender(발송인)는 Receiver(수신인)의 주소를 통해서 Receiver의 메일슬롯을 향해 데이터를 날린다.

: Receiver는 메일 슬롯을 통해 데이터를 얻을 수 있다.

* 메일 슬롯 구성을 위해 필요한 요소

1. Receiver가 준비해야 할 것에 대해서 먼저 살펴보자

: 데이터를 받으려면 우체통 즉, 메일 슬롯을 생성해야 한다.

: CreateMailslot 이 그 함수이다.

2. Sender가 준비해야 할 것에 대해서 살펴보자

: Sender는 Receiver가 만들어 놓은 메일 슬롯의 이름을 알아야한다.

: 메일 슬롯은 파일이 아님에도 불구하고, 파일 입출력 함수를 사용해서 데이터를 주고 받는다. 이는, 메일슬롯이 Windows 파일 시스템을 기반으로 구현되어있기 때문이다.

* 메일슬롯의 고찰과 앞으로의 전개에 대해서

: 단방향 통신만 가능하다

- 메일슬롯과 IPC에 대한 고찰

: 메일 슬롯은 한쪽 방향으로만 메시지를 전달할 수 있다. 따라서 두 프로세스가 서로 메시지를 주고 받을 수 있는 채팅 프로그램을 구현하기 위해서는 두개의 메일 슬롯을 생성해야한다.

: 브로드 캐스팅 방식의 통신을 지원한다. 즉, 하나의 Sender는 한번의 메시지 전송으로 여러 Receiver에게 동일한 메시지를 동시에 전송하는 것이 가능하다.

: 메일슬롯은 Usage Count가 1이다.

* 앞으로의 전개에 대해서 : 중간 집필 후기와 고민거리

: 커널 오브젝트의 상태와 핸들 테이블에 대한 개념에 더 관심을 가져야한다.

: Windows는 내부적으로 생성하는 대부분의 리소스들에 대해서 커널 오브젝트를 생성한다.

3. Signaled vs Non-Signaled

: 커널 오브젝트의 상태에 대한 내용을 설명할 것이다.

* 커널의 두가지 상태

- 상태에 대한 이해

: 상태라는 용어를 쓰는 이유는 상황에 따라 변하기 때문이다.

: Signaled 상태(신호를 받은 상태)와 None-Signaled 상태(신호를 받지 않은 상태)이다.

: 상태를 커널 오브젝트에 저장해둔다. 전자를 True, 후자를 False로 표현하게 된다.

- 프로세스 커널 오브젝트의 상태에 대한 이해

: 프로세스가 Running 상태일때 커널 오브젝트는 Non-Signaled 상태이다

: 프로세스가 Terminated 상태일때 커널 오브젝트는 Signaled 상태이다.

: Non-Signaled 에서 Signaled 상태로 갈 수 있지만, 반대의 경우는 불가능하다. 새로 프로세스가 생겨나기 때문이다.

* 커널 오브젝트의 두가지 상태를 확인하는 용도의 함수

: 커널 오브젝트가 상태를 지니도록 Windows 운영체제가 디자인된 것은 프로그래머에게 다야한 기능을 제공하기 위해서이다.

* 커널 오브젝트의 상태 확인이 필요한 상황의 연출

: 1~5 를 더하는 프로세스와 6~10 을 더하는 프로세스가 끝난 뒤 이 두 결과를 더하는 프로세스를 돌릴때

* 커널 오브젝트에 존재하는 종료코드

: 자식 프로세스의 종료코드는 커널 오브젝트에 저장된다.

: 부모 프로세스는 여기에 접근하여 데이터를 얻을 수 있다.

: IPC 통신을 통해 얻을 수 있다.

* 구현의 문제점

: 프로세스가 종료되지 않은 상태에서 GetExitCodeProcess가 호출되면, 상수 STILL_ACTIVE(259)값이 얻어지게 된다.

: 프로세스가 완전히 종료된 상태에서 호출되어져야 한다.

* WaitForSingleObject 함수의 유용성

: 이 함수를 통해 자식 프로세스의 결과를 자식 프로세스가 끝난 후 얻을 수 있다.

: 자식 프로세스가 Non-Signaled 에서 Signaled로 변했을 때까지 부모프로세스를 Blocked 상태에 머무르게 한다.

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1. 커널 오브젝트에 대한 이해

: 커널이란, 컴퓨터를 운영하는데 있어서 중심이 되는 운영체제 핵심 부분을 뜻하는 것이다.

: 일반적으로 커널과 운영체제는 같은 의미로 사용되어지기 때문에 명확히 구분하지 않아도 된다.

* 커널오브젝트의 이해

: 커널에서 관리하는 중요한 정보를 담아둔 데이터 블록을 가리켜 커널 오브젝트라 한다.

: 프로세스의 생성, 소멸, 상태변화 등 모든 일들을 운영체제가 관리하게 된다. 이때, 스케쥴러에 의해 관리되어질려면 갱신되는 혹은 고정적인 정보가 있어야 한다.

: 이러한 정보를 모아 두기 위해 Windows 운영체제 개발자들은 구조체 하나를 정의하게 되었고 프로세스가 생성될때마다 이 프로세스 관리 구조체 변수가 하나씩 생성된다. 이것이 바로 커널 오브젝트의 정체이다.

: 커널 오브젝트는 프로그래머가 직접 생성하거나 조작할 수 없기 때문에 이정도 이해면 충분하다.

* 그 이외의 커널 오브젝트들

: 프로세스 내에서 프로그램 흐름을 구성하는 쓰레드를 생성할때에도, IPC(Inter Process Communication)때 사용되어지는 파이프나 메일 슬롯을 생성할 때에도 만들어진다.

: 파일을 생성할 때에도 생성된다. 이 또한 Windows 커널에 의한 관리 대상이기 때문이다.

: 커널 오브젝트의 종류에 따라서 다른 구조체를 기반으로 생성된다.

Windows 운영체제는 프로세스, 쓰레드 혹은 파일과 같은 리소스들을 원활히 관리하기 위해 필용한 정보를 저장해야 한다. 이때 데이터를 저장하는 메모리 블록을 가리켜 커널 오브젝트라 한다.

* 오브젝트 핸들을 이용한 커널 오브젝트의 조작

: 커널 오브젝트를 함수 호출에 의한 간접적인 조작은 가능하다.

- 프로세스의 우선순위 변경

- 커널 오브젝트에 할당되는 숫자 핸들(Handle)

- 핸들 정보는 어디서?

: 프로그램 내부 함수에서 호출할 수 있다.

: 함수가 호출되어 실행되는 중간에는 절대로 CPU의 할당 시간을 다른 프로세스에게 넘겨주지 않을것이다 라는 오해를 범하지 말자!

: 중간중간에 넘겨질수있음.

2. 커널 오브젝트와 핸들의 종속 관계

* 커널 오브젝트의 종속관계

: 커널 오브젝트는 Winodws 운영체제에 종속적이다.

: 커널 오브젝트는 프로세스에 종속적인 것이 아니라, 운영체제에 종속적인 관계로 커널 오브젝트의 소멸시점은 운영체제에 의해서 결정된다.

: 커널 오브젝트는 프로세스에 종속적인 것이 아니라 운영체제에 종속적인 관계로 여러 프로세스에 의해서 접근 가능하다

* 핸들의 종속관계

: 핸들(핸들 테이블)은 운영체제에 종속적이지 않고 프로세스에 종속적이다.

: 두개의 프로세스가 하나의 커널오브젝트에 순서대로 접근하여 우선순위를 변경하는 것이 가능하다.

: 핸들을 얻는 방법은 커널 오브젝트의 종류와 상황에 따라서 다양하다.

* 프로세스핸들, 쓰레드 핸들, 프로세스 ID, 쓰레드 ID

: 프로세스 핸들은 프로세스 커널 오브젝트를 가리키기 위한 것이고, 프로세스 ID는 커널 오브젝트가 아니라 프로세스 자체를 구분짓기 위한 것이다.

3. 커널 오브젝트와 Usage Count

: 커널 오브젝트는 프로세스에 종속적인 것이 아니라, 운영체제에 종속적인 관계로 커널 오브젝트 소멸시기는 운영체제에 의해서 결정된다.

* CloseHandle 함수에 대한 정확한 이해

: 프로세스가 생성되면 이를 위한 커널 오브젝트가 생성되고, 이때 커널 오브젝트는 완전히 프로세스를 대표하게 된다.

: 프로세스가 소멸된다고 해서 커널 오브젝트가 소멸된다고 말할 수 없다.

: 해당 프로세스에 대해서 더이상 관여할 바가 아니니, 해당 프로세스 핸들을 반환하라는 뜻.

: 프로세스가 소멸된다는 뜻이 아님.

* CloseHandle 함수와 프로세스 종료코드

: 운영체제는 커널 오브젝트 소멸시점을 어떻게 결정 짓는가?

: 프로세스가 종료되어야 한다.

* 커널 오브젝트와 Usage Count

: 자식 프로세스의 종료코드는 자식의 커널 오브젝트에 저장된다.

: 자식 프로세스가 종료될때 커널 오브젝트도 동시에 소멸된다면 부모 프로세스는 종료코드를 얻을 수 없게 된다.

: 그러므로 프로세스가 종료되었다고 해서 커널 오브젝트까지 동시에 소멸시키지는 안흔다.

: 해당 커널 오브젝트를 참조하는 대상이 하나도 없을 때 소멸시키는 것이 가장 이상적이고, 이것이 Windows가 커널 오브젝트 소멸시기를 결정하는 방법이다.

: Windows 는 Usage Count(참조횟수)를 통해 0이되는 순간 해당 커널 오브젝트를 소멸시킨다.

: 커널 오브젝트에 접근 가능한 대상이 늘어날 때마다 Usage Count가 하나씩 증가한다.

* Usage Count와 CloseHandle

: 자식의 커널 오브젝트는 부모와, 자식 둘다 접근하고 있으므로 자식의 프로세스가 종료된다고 하더라도 부모의 프로세스가 접근하고 있기 때문에 Usage Count가 1이 된다.

: 이 때 CloseHandle 함수를 호출하면 자식의 커널 오브젝트에 더이상 접근하지 않게 되면서 Usage Count가 하나 감소하여 0이된다.

: CloseHandle함수는 핸들을 반환하면서 커널 오브젝트의 Usage Count를 하나 감소시키는 기능을 한다.

: 바탕화면에서 파일을 실행시키게 되면 바로 CloseHandle함수를 호출하여 핸들을 반환해버리기 때문에 Cusage Count가 1이게 된다.

뇌를 자극하는 윈도우즈 시스템 프로그래밍 국내도서 저자 : 윤성우 출판 : 한빛미디어 2007.03.30 상세보기

1. 프로세스의 이해

: 오늘날의 운영체제를  멀티 프로세스 운영체제 라고 부른다. 프로세스가 여러개 존재할 수 있는 운영체제라는 뜻이다.

: 프로세스는 무엇이고 프로세스라는 것이 여러개 존재할 수 있는것일까?    

* 프로세스란 무엇인가?

: 프로세스란 실행 중에 있는 프로그램을 의미한다

: 메모리 공간으로 올라간 프로그램이 프로세스라고 볼 수 있다.

* 프로세스를 구성하는 요소

- Execution of "C"Program

: 프로그램이 실행될 때 구성되는 메모리 공간

Data 영역 : 전역변수나 static 변수의 할당을 위함

Stack 영역 : 지역변수 할당과 함수 호출시 전달되는 인자값 저장

Heap 영역 : 동적할당(malloc, calloc 함수) 

Code 영역 : 실행파일을 구성하는 명령어들이 올라가는 메모리 영역

: 위의 사진은 프로세스 생성시 만들어지는 메모리 구조를 보여주고 있는데, 이 자체를 그냥 프로세스라고 표현하기도 한다.

: 명령어들이 올라와 있는 상태이고 필요한 메모리 공간이 할당되어 있는 상태이기 때문이다.

* Register Set

: 프로그램 실행을 위해서는 Register들이 절대적으로 필요하기 때문에, 프로세스를 구성하는 요소로 더불어 생각해보아야 한다.

: 그러므로 Register의 상태까지도 프로세스의 일부로 포함시켜 말할 수 있다.

2. 프로세스의 스케줄링과 상태 변화

: "CPU는 하나인데, 어떻게 여러개의 프로그램이 동시에 실행 가능한 것인가?"

* 프로세스의 스케줄링

: 하나의 CPU가 여러개의 프로세스를 번갈아 가면서 실행해야한다.

: CPU는 매우 빠르기 때문에 여러개의 프로그램을 고속으로 번걸아가면서 실행시킬 경우, 사용자는 동시에 여러개의 프로그램이 실행된다고 느껴진다.

- 스케줄링의 기본 원리

: 프로세스의 CPU 할당 순서 및 방법을 결정짓는 일을 가르켜 스케줄링이라 하며 이때 사용되는 알고리즘을 스케줄링 알고리즘이라고 한다.

: 이를 적용해서 프로세스를 관리하는 운영체제 요소(모듈)을 가리켜 스케쥴러라고 한다

- 멀티 프로세스는 CPU를 바쁘게 한다.

: A,B,C의 프로세스가 실행되는 형태

1. 고전적

: 순차적 실행방법 => A시작종료, B시작종료, C시작종료

2. 동시 실행

 : A,B,C를 모두 실행시키고 스케쥴러에 의해 프로세스들이 관리되도록 함

: 이 두가지 방법의 차이는 프로그램 특성에 따라 달라진다.

: 일반적으로 프로세스는 입력/출력 과정(인터넷에서 사이트를 다운받거나, 메모리에서 불러올 때)에서 시간이 많이 소요된다. 이떄 CPU는 아무일을 하지 않고 대기하게 된다.

: A프로세스가 I/O에 관련된 일을 할 때 B 프로세스가 CPU에 의해 실행된다면 얼마나 효율적일까?

* 프로세스의 상태 변화

: 프로세스 각각의 상태는 시간 흐름에 따라 변화한다.

상황 1. S(start)에서 Ready 상태로의 전이를 보여준다.

: 프로세스가 생성되고 Ready상태로 들어간다.

: CPU에 의해 실행되기를 기다린다.

상황 2. Ready 상태에서 Running 상태로의 전이를 보여준다.

: Ready 상태에 있는 프로세스들은 스케줄러에 의해 관리되는 프로세스들이다.

: 스케줄러는 Ready 상태에 있는 프로세스 중 하나를 알고리즘에 의해 선택해서 실행한다.

상황 3. Running 상태에서 Ready 상태로의 전이를 보여준다.

: 프로세스들은 생성시 중요도에 따라서 우선순위가 매겨진다.

: 우선수위가 높은 프로세스를 Ready에서 Running 상태로 끌어 올리고 종료 후 다른 프로세스를 실행한다.

상황 4. Running 상태에서 Blocked 상태로의 전이를 보여준다.

: 일반적으로 데이터 입.출력에 관한 일을 할때 발생된다

: 실행 중에 있는 프로세스가 실행을 멈추는 상태로 들어가게 된다.

: 대신 Ready 상태에 있는 프로세스 하나를 실행시켜  CPU를 효율적으로 사용한다.

상황 5. Blocked 상태에서 Ready 상태로의 전이를 보여준다

: Blocked 상태는 스케줄러에 의해서 선택될 수 없는 상태를 의미한다.

: 입출력이 완료되었을 때에 Ready 상태로 전이된다.

* 프로세스의 상태변화, 시나리오로 다시 이해하기

: 책 참고.

3. 컨텍스트 스위칭 (Context Switching)

: 멀티 프로세스 운영체제의 기본 원리에 대해서 이야기 했는데, 이는(실행 중인 프로세스의 변경) 사실 시스템에 많은 부하를 가져다 주기도한다.

"CPU 내에 존재하는 레지스터들은 현재 실행 중에 있는 프로세스 관련 데이터들로 채워진다"

: 따라서 프로세스가 변경될 떄에는 현재 레지스터들이 지니고 있는 데이터를 어딘가에 저장해야, 나중에 이전 프로세스를 실행했을 때 작업을 이어서 할 수 있다. 

: 새롭게 시작되는 프로세스도 이미 저장된 레지스터 데이터들이 있을 수 있으므로, 복원시켜주어야만 한다.

: 이 작업을 일컬어 Context Switching 이라고 한다.

: 레지스터 개수가 많은 시스템일 수록 이는 더 복잡해지며, 멀티 프로세스 운영체제의 단점이다.

: 즉, I/O 과정에서 발생하는 CPU손실과 Context Switching 과정에서 발생하는 손실을 비교하여 어느 것이 성능향상에 도움이 되는지 고려해야한다.

: 이는 프로그램마다 다르게 나타나므로, 감각을 키워나가야 한다.

4. 프로세스의 생성

* 프로세스의 생성

: 프로그램이 다른 프로그램을 실행시켜도 이는 프로세스가 생성된 것이므로, 다른 프로그램을 실행시키는 프로그램을 만들어보자.

* CreateProcess 함수의 이해

: Windows에서 프로세스 생성을 돕기 위해 제공하는 함수이다.

: 새로운 프로세스간에 부모-자식 프로세스 관계가 형성된다.

* 예제를 통한 CreateProcess 함수의 이해

뇌를 자극하는 윈도우즈 시스템 프로그래밍 국내도서 저자 : 윤성우 출판 : 한빛미디어 2007.03.30 상세보기

: 가상의 컴퓨터를 만들어서 이를 이해하는 방식으로 진행된다.

1. 컴퓨터 구조의 접근방법

: 컴퓨터 구조에 대한 근본적인 이해는, 이후 공부하게될 프로세스와 쓰레드를 이해하는데 큰 도움이 된다.

* 컴퓨터를 디자인하자

: CPU를 디자인해보자

: ALU와 Control Unit은 이미 있다고 가정하고 Register Set만을 대상으로 디자인해보자.

: 시스템 프로그래머 입장에서는 CPU를 보는 관점이 대부분 Register에 집중되기 때문이다.

* 레지스터를 디자인하자

: 중요요소

1. 레지스터를 몇 비트로 구성할 것인가?              

2. 몇 개 정도로 레지스터를 구성할 것인가?

3. 레지스터 각각을 무슨 용도로 사용할 것인가?

- 1. 16bit로 구성 (64bit는 불편)

- 2. 8개로 제한 (이름은 r0 ~ r7로 한다)

- 3. 그림참고

 : 위 레지스터 구조는 ARM코어를 참조하였다. 다른 CPU보다 하드웨어 구성과 명령어 구조가 간단하기 때문인데, 이런 이유로 전력소비가 작아 핸드폰에 많이 사용된다.

: ir 은 다음번에 실행하게 될 명령어를 미리 가져다 놓는 용도로 사용된다.

* 명령어 구조 및 명령어를 디자인하자

: CPU 구성형태(register 구성형태)에 따라서 명령어 구조가 달라진다.

: 레지스터 길이가 16bit이므로 명령어 길이도 16bit로 정하자.

: 16bit모두를 명령어로 쓴다면, 총 65536 종류의 명령이 가능하겠지만, 비효율 적이므로 16bit의 부분부분을 나누어 다양한 용도로 사용한다면 더 효율적인 프로그래밍이 가능할 것이다.

- 연산자 : 8종류 면 충분하다

- 저장소 : 레지스터가 8개 이므로 3bit가 적절하다

- 피연산자1,2 : 임의로 결정했다. (피연산자가 나타내는 것이 숫자인지, register 주소값인지 모르므로, 왼쪽 첫 bit에 따라 의미를 달리 두자.)

- 예약 : 나중에 어떻게 사용할지 모르니, 예비로 두었다.

: 이처럼 명령어의 형태에 따라서 Control Unit의 논리회로가 결정되어진다.

: 실제 상에서는 명령어의 형태에 일정 부분 제약을 두기도 한다.

: 모든 피연산자에는 메인 메모리의 주소값이 올 수 없다. (숫자와 레지스터만 가능)

: CPU의 종합적인 측면(성능, 비용...)이 고려되는 가운데서 제약사항이 정해진다.

* RISC vs SISC

: CISC(Complex Instruction Set Computer)

: 복잡한 명령어 체계를 가지는 컴퓨터

: 인털도 16bit CPU까지는 이와 같은 구조를 가지고 있엇다

: 명령어수가 수백개일 정도로 많고, 그 크기가 일정치 않아 복잡하다

: 이는 성능향상에 제한을 두는 부정적인 영향을 끼친다.

: RISC

: CISC구조에서 CPU가 실제로 사용하는 명령어가 10%도 안된다는 것에 착안해서 만들어진 구조이다.

: 명령어를 대폭 줄이고 명령어 길이를 일정하게 디자인하였다

: 인텔뿐만아니라 임베디드 CPU의 대부분이 이 구조를 취한다.

: 명령어 길이가 일정하여 클럭당 2개 이상의 명령어도 처리할 수 있다.(Pipelining 기법)  - 가장 큰 장점!!

2. LOAD & STORE 명령어 디자인

: LOAD와 STORE의 기능과 관련된 명령어 디자인을 해보자

* LOAD & STORE 명령어의 필요성

: 메인 메모리에 존재하는 데이터를 레지스터로 이동하여 처리하고 반환해야한다.

3. Direct 모드와 Indirect 모드

* Direct  모드의 문제점과 Indirect 모드의 제안

: 하나의 명령어에 여러 정보를 담다 보니 표현하는 데이터 크기에 제한이 따른다는 문제점이 발생하였다.

: 여태까지 source 부분이 메모리 주소값을 직접 나타내었는데 여기서 사용할 수 있는 주소의 길이제한이 발생한다.

: 이를 Direct모드라고 부르는 메모리 접근방법의 한계이다.

: 이를 극복하기 위해 Indirect모드가 나타났다.

* Indirect 모드의 이해

: 해당 레지스터에 저장된 주소값을 참조해서 값을 읽어오는 것.

뇌를 자극하는 윈도우즈 시스템 프로그래밍 국내도서 저자 : 윤성우 출판 : 한빛미디어 2007.03.30 상세보기

: 64비트 기반 프로그래밍에 대한 이해를 갖도록 한다.

1. WIN32 vs WIN64

* 64비트와 32비트

: I/O버스를 통해 한번에 전송 및 수신할 수 있는 데이터의 크기 & 한번에 처리할 수 있는 데이터 크기에 따라서 32비트 시스템과 64비트 시스템이 나뉘게 된다.

* 프로그래머 입장에서의 64비트 컴퓨터

: 프로그래머 입장에서보면, 표현할 수 있는 주소값의 범위가 넓으면 넓을수록 좋다. 메모리 공간만 충분하다면 주소값의 범위가 넓은 만큼 더 넓은 메모리 공간을 활용할 수 있기 때문이다.

: 주소값을 표현하기 위해서 4비트가 사용된다면, 메모리에 할당할 수 있는 주소값의 개수는 2의 4승에 해당하는 16개(16바이트)가 전부이다. 따라서 16바이트가 사용할 수 있는 최대 메모리 크기가 된다.

2. 프로그램 구현 관점에서의 WIN32 vs WIN64

: windows 64는 32와의 호환성을 중요시했다.

* LLP64 vs LP64

: Windows 에서는 LLP64 모델을 채택하고 있고 UNIX 에서는 LP64 모델을 채택하고 있다.

: LLP64는 long이 4byte이고 LP64는 long이 8byte이다.

: 포인터는 둘다 8byte를 사용한다.

: 이는 windows64에서 32와 동일하게 long을 4byte를 사용함으로써 호환성을 중요시 여겼다는 것을 알 수 있다.

* 64bit와 32bit 공존의 문제점

: 64bit에서 포인터를 int형으로 형변화 시킬 경우 8byte가 4byte로 변환됨에 따라 데이터 손실이 발생하게 된다.

: 64bit에서는 포인터를 형변환 하지 말자.

* Windows 스타일 자료형

: 다른 시스템으로의 이식성을 고려한다면 기본 자료형 보다 새로운 이름으로 자료형을 정의하는 것이 보다 좋은 방법이다.

: windows에는 기존 32bit 자료형에 더하여 64bit 자료형을 만들어 두었다. 따로 수정하지 않고 추가적으로 만들었기 때문에 호환이 된다. 즉, 유니코드와 아스키코드가 호환되면서 64비트 시스템에서 새롭게 정의된 자료형을 사용하지않는 64비트 프로그램을 만들 수 있다.

: 하지만, 포인터가 사용되어진다면, WIN64 상황에 적절히 대응할 수 있는 조건부 컴파일을 해야한다.

* Windows 자료형 확인하기

: 선언된 곳을 찾아 들어가자, 보통 바로 찾아 들어갈 수 있도록 프로그래밍 툴내에 제공하는 기능들이 있다.

* Polymorphic 자료형

: WIN64로 넘어가면서 Polymorphic 자료형을 정의하고 있다. 다양한 모습이 있는, 다형적이라는 뜻이다.

: 조건부 컴파일을 사용하여 32bit 시스템에서는 32bit로 64bit시스템에서는 64bit로 자동 선언되게 하는 것.

3. 오류의 확인

* GetLastError 함수와 에러코드

: Windows 시스템 함수들은 오류가 발생했을 때 NULL을 반환한다.

: 오류가 발생했을 때 GetLastError 함수를 실행시키면 Error 코드를 얻을 수 있다.

result : error code : 2

: 오류확인은 오류가 발생한 직후에 바로해야 한다.

4. System Programming Project Design

* 명령 프롬프트 프로젝트의 제안과 EXIT 명령어의 구현

- 1. 명령어를 추가할 때 변경되는 부분

- 2. 명령어의 대,소문자를 구분하지 않기 위해서 고려된 부분

- 3. 명령어 EXIT가 입력되었을 때 프로그램 종료방식

: 다음에는 이를 구현해볼 것이다.

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1. Windows에서의 유니코드(UNICODE)

: 컴퓨터 분야에 있어서 문자열을 표현하고 처리하는 일은 오래전부터 골칫거리에 속해왔다

: 운영체제가 문자열을 표현하는 방법에서부터 이야기를 진행해보자.

* 문자셋(Character Sets)의 종류와 특성

- 아스키 코드

: 미국에서 정의하고 있는 표준이다.

: 알파벳 + 확장 문자를 포함해도 256개를 넘지 않는다

: 그로므로 아스키 코드는 1byte를 가지고 충분히 표현할 수 있다.

- 유니코드

: 영어가 아닌 다른 국가에서 사용하는 문자들을 표현하기 위해 등장했다.

: 2byte의 길이를 가지며 65,536개의 문자의 종류를 가진다.

: 영어, 한글, 전세계의 언어 모든 문자, 기호를 표현할 수 있다.

- 문자셋

: 문자들의 집합, 약속된 문자의 표현방법을 뜻한다.

: 세가지 형태를 가진다

SBCS(Single Byte Character Set)

: 문자를 표현하는데 있어서 1byte만을 사용한다. 

: 대표적으로 ASCII Code가 이에 속한다

MBCS(Multi Byte Character Set)

: 문자를 1byte와 2byte를 혼용해서 표기한다.

: 아스키코드를 표현할 때에는 1byte로, 그 이외의 문자는 2byte로 표기한다.

: 효율적이지 모르겠지만 구현하는데 세심한 주의가 필요하다

WBCS(Wide Byte Chracter Set)

: 모든 문자를 2byte로 처리하는 문자 셋이다.

: UNICODE가 이에 해당된다.

* MBCS 기반의 문자열

: 영문은 1byte로, 한글은 2byte로 처리되며 배열의 크기는 NULL문자(1byte)를 더 포함하게 된다.

ex)

sizeof("ABC한글") == 8

strlen("ABC한글") == 7

* WBCS 기반의 프로그래밍

- char을 대신하는 wchar_t

: typedef unsigned short wchar_t; 로 선언되어져 있는 자료형이다.

- "ABC"를 대신하는 L"ABC"

: L 이후에 등장하는 문자열을 유니코드 기반(WBCS)로 표현하라라는 뜻

: 문자열의 끝을 의미하는 NULL 도 2byte로 처리된다.

- strlen을 대신하는 wcslen

: 지금까지 공부해왔던 문자열 조작 함수들은 MBCS기반 문자열을 처리하기 위한 함수였다는 것을 알 수 있다.

: 이처럼 SBCS 함수와 WBCS기반의 문자열 조작함수는 다르므로 경우에 따라 찾아서 활용하는게 바람직하다.

: 다음은 유니코드 기반의 프로그램이다.

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