PCB의 구조

PCB란?

Process Control Block

💨 운영체제가 프로세스를 제어하기 위해 정보를 저장해 놓는 곳, 상태 정보를 저장하는 구조체이다.
💨 프로세스 상태 관리와 문맥 교환을 위해 필요하다.
💨 PCB는 프로세스 생성 시 만들어지며, 주기억장치에 유지된다.

📍 포인터
프로세스의 현재 위치를 저장하는 포인터의 정보이다.
ex) 부모프로세스에 대한 포인터, 자식 프로세스에 대한 포인터, 프로세스가 위치한 메모리 주소에 대한 포인터, 할당된 자원에 대한 포인터 정보 등.

📍 프로세스 상태
생성(create), 준비(ready), 실행(running), 대기(waiting),
완료(terminated) 상태가 있다.
프로세스의 각 상태를 저장.

📍 프로세스 번호
모든 프로세스에는 프로세스 식별자를 저장하는 고유한ID가 할당된다.

📍 프로그램 카운터
프로세스를 위해 실행될 다음 명령어의 주소를 포함하는 카운터를 저장한다.

📍 레지스터
누산기, 베이스 ,레지스터 및 범용 레지스터를 포함하는 CPU 레지스터에 있는 정보이다.

📍 메모리 제한
운영 체제에서 사용하는 메모리 관리 시스템에 대한 정보가 포함된다.
해당 프로세스의 주소 공간 등

📍 열린 파일 목록
이 정보에는 프로세스를 위해 열린 파일 목록이 포함된다.

Context- Switching의 과정

컨텍스트 스위칭이란?

여러개의 프로세스가 실행되고 있을 때 기존에 실행되던 프로세스를 중단하고 다른 프로세스를 실행하는 것. 즉, CPU에 실행할 프로세스를 교체하는 기술이다.

1. 현재 프로세스에서 수행중인 명령어까지 마친 후 해당 프로세스는 동작을 멈춘다.
2. 해당 프로세스의 레지스터 값들이 PCB에 저장되고 PCB는 다른 곳에 저장된다.
3. 새로 실행될 프로세스의 PCB를 가져오고 PC값과 레지스터 값들을 불러온 후 프로세스가 실행된다.

컨텍스트 스위칭이 일어나는 시기?

I/O INTERRUPT
CPU 사용시간 만료
자식 프로세스 FORK
인터럽트 처리를 기다릴 때 등

⭕장점

컨텍스트 스위칭을 통해 멀티 프로세싱, 멀티 스레딩 운영이 가능하다.

❌단점

컨텍스트 스위칭이 너무 잦으면 오버헤드가 발생, 성능이 떨어진다.
작업시 CPU가 아무런 일도 할 수 없으므로