정보처리기사 기출문제 총정리 ③ 운영체제 – 프로세스·스케줄링·메모리·교착상태

운영체제 파트 출제 경향

운영체제는 정보처리기사에서 가장 비중이 높은 과목 중 하나입니다. 프로세스 상태, CPU 스케줄링 알고리즘(SJF, RR 등), 페이지 교체 알고리즘, 교착상태(Deadlock) 조건과 해결 방법을 중심으로 학습하세요.

【기출 토픽 1】 프로세스 상태 전이

기출 문제 예시: 프로세스가 CPU를 할당받아 실행 중인 상태에서 입출력 요청이 발생했을 때 전이되는 상태는?

• ① 준비(Ready) 상태
• ② 대기/블록(Blocked/Wait) 상태 ✅
• ③ 종료(Terminated) 상태
• ④ 생성(New) 상태

상태 전이 흐름:

• 생성 → 준비: 스케줄러가 메모리 할당 (Admitted)
• 준비 → 실행: CPU 스케줄러가 디스패치 (Dispatch)
• 실행 → 준비: 타임아웃/선점 (Timeout)
• 실행 → 대기: I/O 요청 (I/O Wait)
• 대기 → 준비: I/O 완료 (I/O Complete)
• 실행 → 종료: 작업 완료 (Exit)

【기출 토픽 2】 CPU 스케줄링 알고리즘

기출 문제 예시: 각 프로세스에 동일한 크기의 CPU 시간(퀀텀)을 순환하며 할당하는 선점형 스케줄링 알고리즘은?

• ① FCFS (First Come First Served)
• ② SJF (Shortest Job First)
• ③ 라운드 로빈 (Round Robin) ✅
• ④ 우선순위 스케줄링

주요 스케줄링 알고리즘 비교:

• FCFS: 도착 순서대로 처리, 비선점, 호위 효과 발생
• SJF: 실행 시간 짧은 것 먼저, 기아 현상 가능
• RR: 타임 퀀텀 단위 순환, 대화형 시스템 적합
• 다단계 큐: 우선순위별 큐 분리, 각 큐마다 다른 알고리즘

【기출 토픽 3】 교착상태(Deadlock) 4가지 조건

기출 문제 예시: 교착상태 발생의 4가지 필요 조건 중 “프로세스가 자원을 점유한 채 다른 자원을 요청하며 기다린다”는 조건은?

• ① 상호 배제 (Mutual Exclusion)
• ② 점유와 대기 (Hold and Wait) ✅
• ③ 비선점 (No Preemption)
• ④ 순환 대기 (Circular Wait)

교착상태 4조건 암기: 상(호 배제) + 점(유와 대기) + 비(선점) + 순(환 대기) → “상점비순”

해결 방법: 예방(4조건 중 하나 제거) / 회피(은행가 알고리즘) / 탐지(자원 할당 그래프) / 복구(프로세스 종료)

【기출 토픽 4】 페이지 교체 알고리즘

기출 문제 예시: 앞으로 가장 오랫동안 사용되지 않을 페이지를 교체하는 이론적으로 최적인 알고리즘은?

• ① FIFO
• ② OPT (Optimal) ✅
• ③ LRU (Least Recently Used)
• ④ LFU (Least Frequently Used)

페이지 교체 알고리즘 비교:

• FIFO: 가장 오래된 페이지 교체, 벨라디 이상 현상 발생
• OPT: 미래 참조를 알 수 없어 이론적으로만 최적
• LRU: 가장 오래전에 사용된 페이지 교체, 실제 구현 多
• LFU: 사용 빈도 가장 낮은 페이지 교체

운영체제 최종 정리

프로세스 상태 전이 다이어그램, 스케줄링 알고리즘 특징 비교, 교착상태 4조건(상점비순), 페이지 교체 알고리즘을 중심으로 학습하세요. 스케줄링 알고리즘은 직접 계산 문제(평균 대기 시간, 반환 시간)도 출제되므로 손으로 풀어보는 연습이 필요합니다.