process란?
- 프로그램을 메모리 상에서 실행중인 작업
- 디스크에 있을 때는 program이라고 부르지만, 메모리에 올라가면 process가 됩니다.
process의 구성(.feat 메모리)
address space: 프로세스의 주소 공간
stack: function의 데이터(지역변수들을 저장할 때는 위에서 아래로 저장이 됩니다.)
data: 전역변수와 상수가 저장되는 구역입니다.
text: program의 코드 일부가 메모리에 올라가는데 이를 text라고 합니다.
Context switch
dispatcher가 지금 일하고 있는 process를 바꿔야할 때,
- 이전 프로세스의 대한 정보를 PCB(Process Control Block)에 저장합니다.
- 다음으로 돌릴 프로세스를 정한 후에 정한 프로세스를 진행합니다.
- 이 프로세스가 끝나면, 전 프로세스로 돌아가서 저장한 PCB를 가져와서 다시 진행합니다.
이 변경하는 과정 자체를 context switch라고 합니다.
→ 프로세스의 상태 정보를 저장하고 복원하는 일련의 과정!
Context Switch가 일어날 때, PCB에 저장하는 것들?
- PC(Program Counter)
- Scheduling Information
- Base and limit register value(기준 및 제한 레지스터 값)
- Currently used register(현재 사용중인 레지스터)
- Changed State
- I/O State Information
- Accounting Information
팁
context switch는 멀티테스킹에서 중요한 역할을 합니다.
context switch하는 시간은 매우 아까운 시간입니다. == 퍼포먼스를 높이려면 이러한 오버헤드가 짧으면 짧을수록 좋습니다.
context switch를 줄이기 위해서는 어떻게 해야할까?
- high memory speed
- smal number of registers
- more special instruction for context switch
- special instruction? : 새로운 명령어를 만들었다는 것
- cpu 명령(==software적)으로 하는 게 더 빠르고 효율적입니다. == 많을수록 좋습니다.
- more register
- 돈이 많다면 register를 많이 사용하자!
Five-state Process Model
New: 프로세스가 새롭게 만들어지는 것.
Running: 모든 process는 이 상태에 존재하기 위한 여정입니다. process가 queue에서 가져와지는 과정.
Ready: running으로 가려면 이 상태를 거쳐야합니다. queue에 들어오는 것이 ready 상태, time-out은 running으로 간 프로세스가 시간이 다 되었는데도 끝내지못한다면 queue로 다시 들어오는 것을 말합니다.
Waiting: timeout은 비자발적으로 일어나는 것. 다른 일이 생겼을 때는 waiting으로 온다. 일이 다 끝나면 ready로 갑니다!
terminated: 프로세스가 종료되는 과정. 할당한 자원을 모두 회수합니다.
process scheduling
→ CPU 사용량을 최대로 올리기 위하여 스케줄링을 한다.
scheduler는 ready에 존재하는 프로세스를 running으로 보내는 역할을 합니다.
ready에 존재하는 queue는 Priority Queue입니다.
long term: 어떤 친구를 메모리에 올려줄 것인지 정하는 스케줄러
short term: 메모리에 올려져 있는 친구들 중 CPU에 올려줄 친구를 정하는 스케줄러
헷갈리는 개념
멀티 프로그래밍(Multi Programming)
- 여러개의 프로그램이 시간을 공유하면서 돌아가는 것
- 각각의 프로그램이 순서대로 돌아갑니다.
멀티 태스킹(Multi Tasking)
- task == process. 멀티 프로그래밍보다 context switching이 더 자주 발생합니다.
- 자주 스위칭한다면? : 사람이 보기에는 동시에 발생하는 것처럼 보입니다.
- CPU Scheduling이 어떻게 프로세스를 스위칭할지 관리합니다!
멀티 쓰레딩(Multi Threading)
- 하나의 프로세서가 여러개의 일을 하는 것을 뜻합니다.
