매주 진행하는 면접스터디에서 아래의 질문들에 대한 정리를 모은 글입니다.
Interview_Question_for_Beginner/OS
https://brunch.co.kr/@babosamo/100
📌프로세스(Process)
프로세스란 실행중인 프로그램이다.
디스크로부터 메모리에 적재되어 CPU의 할당을 받을 수 있다.
운영체제로부터 주소 공간, 파일, 메모리 등을 할당받으며 이것들을 총칭하여 프로세스라고 한다.
데이터, 스택, 힙
데이터 섹션에는 전역 변수들을 갖는다.
스택에는 함수의 매개변수, 복귀 주소와 로컬 변수와 같은 임시 자료를 갖는다.
프로세스 실행 중에 동적으로 할당되는 메모리인 힙을 포함한다.
📌PCB(Process Control Block, 프로세스 제어 블록)
운영체제는 프로세스를 관리하기 위해 프로세스 생성과 동시에 고유한 PCB를 생성한다.
PCB는 특정 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장하고 있는 운영체제의 자료구조이다.
프로세스는 CPU를 할당받아 작업을 처리하다가도 프로세스 전환이 발생하는 진행하던 작업을 PCB에 저장하고 CPU를 반환한다. 그리고 다시 CPU를 할당받게 되면 PCB에 저장된 내용을 불러와 이전에 종료된 시점부터 다시 작업을 수행한다.
PCB에 저장되는 정보
- 프로세스 식별자(Process ID, PID): 프로세스를 식별하는 번호이다.
- 프로세스 상태: New, Ready, Running, Waiting, Terminated 등의 상태를 저장한다.
- 프로그램 카운터: 프로세스가 다음에 실행할 명령어의 주소이다.
- CPU 레지스터
- CPU 스케줄링 정보: 프로세스의 우선순위, 스케줄 큐에 대한 포인터 등
- 메모리 관리 정보: 페이지 테이블 또는 세그먼트 테이블 등
- 입출력 상태 정보: 프로세스에 할당된 입출력 장치들과 열린 파일 목록
- 어카운팅 정보: 사용된 CPU 시간, 시간제한, 계정번호 등
프로세스 상태
📌스레드(Thread)
스레드는 프로세스의 실행 단위이다. 한 프로세스 내에서 동작되는 여러 실행 흐름으로 프로세스 내의 주소 공간이나 자원을 공유할 수 있다. 스레드는 스레드 ID, 프로그램 카운터, 레지스터 집합, 그리고 스택으로 구성된다. 같은 프로세스에 속한 다른 스레드와 코드, 데이터 섹션, 그리고 열린 파일이나 신호와 같은 운영체제 자원들을 공유한다.
멀티스레딩
하나의 프로세스를 다수의 실행 단위로 구분하여 자원을 공유하고 자원의 생성과 관리의 중복성을 최소화하여 수행 능력을 향상시키는 것을 멀티스레딩이라고 한다. 이 경우 각각의 스레드는 독립적인 작업을 수행해야 하기 때문에 각자의 스택과 PC 레지스터 값을 가지고 있다.
스택을 스레드마다 독립적으로 할당?
스택은 함수 호출 시 전달되는 인자, 되돌아갈 주소값 및 함수 내에서 선언되는 변수 등을 저장하는 메모리 공간이다. 스택 메모리 공간이 독립적이라는 것은, 독립적인 함수 호출이 가능하다는 것이며 이는 독립적인 실행 흐름이 추가되는 것이다. 따라서 멀티스레딩에서 각각의 스레드가 독립적인 작업을 수행하기 위해 각자 스택을 가지고 있다.
PC 레지스터를 스레드마다 독립적으로 할당?
PC 값은 스레드가 명령어의 어디까지 수행하였는 지를 나타낸다. 스레드는 CPU를 할당받았다가 스케줄러에 의해 다시 선점당한다. 그렇기에 명령어가 연속적으로 수행되지 못하고 어느 부분까지 수행했는지 저장할 PC 레지스터가 필요하다.
