운영체제 관계도

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  root((운영체제<br/>81개 토픽))
    운영체제 기본
      기본 개념
        운영체제
        커널
        마이크로커널 vs 모놀리식 커널
        시스템 호출
        커널 모드 vs 사용자 모드
        부팅 과정
      인터럽트
        인터럽트
        DMA
    프로세스 관리
      프로세스 기본
        프로세스
        프로세스 상태 전이
        좀비 프로세스 / 고아 프로세스
        PCB
        스레드
        멀티스레딩
        컨텍스트 스위칭
      스케줄링
        스케줄링
        스케줄링 알고리즘
        다중 큐 스케줄링
        CFS
        실시간 스케줄링
        기아현상
        우선순위 역전
      IPC
        프로세스 간 통신
        공유 메모리
        메시지 큐 / 파이프 / 소켓
    동기화
      동기화 기본
        동기화
        뮤텍스
        세마포어
        모니터
        스핀락
        RCU
        동시성 프로그래밍 모델
      동기화 문제
        경쟁 상태
        데드락
        데드락 탐지 및 복구
        은행원 알고리즘
        Producer-Consumer 문제
        Reader-Writer 문제
        Dining Philosophers 문제
    메모리 관리
      메모리 기본
        메모리 관리
        MMU
        TLB
        메모리 단편화
        메모리 할당 기법
        메모리 할당 전략
      가상 메모리
        가상 메모리
        페이징
        페이지 교체 알고리즘
        페이지 폴트
        워킹 셋
        스래싱
        세그멘테이션
        Copy-on-Write
      메모리 고급
        메모리 압축
        OOM Killer
        버디 시스템
        슬랩 할당자
        가비지 컬렉션
    파일 시스템
      파일 시스템 기본
        파일 시스템
        i-node
        FAT 파일 시스템
        파일 할당 방식
        VFS
        디스크 스케줄링
      고급 파일 시스템
        Journaling 파일시스템
        파일시스템 비교
        FUSE
    컨테이너/가상화
      컨테이너 기술
        Namespace
        Cgroup
        Cgroup v2
        eBPF
      특수 아키텍처
        Unikernel
        io_uring
    RTOS
      실시간 운영체제
    보안
      보안 및 보호
      ASLR
      보안 운영체제
      Unix 특수 권한
      umask
    특수 목적 운영체제
      모바일 운영체제
      임베디드 운영체제

프로세스 (독립 실행 단위)
    ↓
  프로세스 상태 전이 (생성→준비→실행→대기→종료)
    ↓
  PCB (프로세스 상태 정보)
    ↓
  스레드 (경량 프로세스)
    ↓
  멀티스레딩 (동시 실행)

좀비 프로세스 / 고아 프로세스 (비정상 종료 처리)

고전 알고리즘
  ├─ FCFS (First Come First Serve)
  ├─ SJF (Shortest Job First)
  ├─ RR (Round Robin)
  └─ Priority Scheduling

다중 큐 스케줄링
  ├─ MQ (Multilevel Queue)
  └─ MFQ (Multilevel Feedback Queue)

현대 스케줄러
  └─ CFS (Completely Fair Scheduler)

실시간 스케줄링
  ├─ RM (Rate Monotonic)
  └─ EDF (Earliest Deadline First)

스케줄링 문제
  ├─ 기아현상 (Starvation)
  └─ 우선순위 역전 (Priority Inversion)

상호배제 도구
  ├─ Mutex (이진 세마포어)
  ├─ Semaphore (카운팅)
  ├─ Spinlock (바쁜 대기)
  ├─ Monitor (고수준 동기화)
  └─ RCU (읽기 최적화)

동기화 문제
  ├─ 경쟁 상태 (Race Condition)
  ├─ Producer-Consumer
  ├─ Reader-Writer
  └─ Dining Philosophers

동시성 프로그래밍 모델
  ├─ 멀티스레딩
  ├─ 이벤트 기반
  └─ Actor 모델

예방 (Prevention)
  ↓
회피 (Avoidance) → 은행원 알고리즘
  ↓
탐지 및 복구 (Detection & Recovery) → 데드락 탐지 및 복구

물리 메모리
    ↓
  MMU (주소 변환)
    ↓
  가상 메모리 (추상화)
    ↓
  페이징 / 세그멘테이션
    ↓
  TLB (주소 변환 캐시)
    ↓
  페이지 폴트 (페이지 부재 처리)

메모리 할당
  ├─ 연속 할당: First Fit, Best Fit, Worst Fit
  ├─ 비연속 할당: 페이징, 세그멘테이션
  ├─ 버디 시스템 (고정 크기 블록)
  └─ 슬랩 할당자 (커널 객체 캐싱)

메모리 문제와 해결
  ├─ 메모리 단편화 → 압축, 페이징
  ├─ 스래싱 → 워킹 셋 모델
  ├─ 메모리 부족 → OOM Killer
  ├─ 메모리 압축 → zswap, zram
  └─ 가비지 컬렉션 → 자동 메모리 회수

기본 알고리즘
  ├─ FIFO (First In First Out)
  ├─ LRU (Least Recently Used)
  ├─ LFU (Least Frequently Used)
  └─ Optimal (이론적 최적)

고급 기법
  └─ Clock Algorithm (Second Chance)

사용자 공간
    ↓
  VFS (가상 파일 시스템)
    ↓
  실제 파일 시스템
    ├─ ext4 (Journaling)
    ├─ XFS (대용량)
    ├─ Btrfs (COW 기반)
    ├─ ZFS (엔터프라이즈)
    └─ FAT (호환성)
    ↓
  i-node (파일 메타데이터)
    ↓
  파일 할당 방식 (연속, 연결, 색인)
    ↓
  디스크 스케줄링

프로세스 격리
  ├─ Namespace (격리)
  └─ Cgroup / Cgroup v2 (리소스 제한)

커널 확장
  ├─ eBPF (동적 프로그래밍)
  └─ io_uring (비동기 I/O)

특수 아키텍처
  └─ Unikernel (단일 주소 공간)

사용자 모드 → 시스템 호출 → 커널 모드
                  ↓
              인터럽트 처리
                  ↓
            컨텍스트 스위칭

전원 투입 → BIOS/UEFI → 부트로더 → 커널 로드 → init/systemd

운영체제 보안
  ├─ 보안 및 보호 (접근 제어, 권한 관리)
  ├─ ASLR (메모리 주소 랜덤화)
  ├─ 보안 운영체제 (SELinux, AppArmor)
  ├─ Unix 특수 권한 (setuid, setgid, Sticky Bit)
  └─ umask (파일 생성 마스크)