[운영 체제] 프로세스_1 (Process)

프로세스의 개념

Process is a program in execution

• 프로세스의 문맥
  • CPU 수행 상태를 나타내는 하드웨어 문맥
    • Program Counter
    • 각종 register
  • 프로세스의 주소 공간
    • code, data, stack
  • 프로세스 관련 커널 자료 구조
    • PCB (Process Control Block)
    • Kernel stack

프로세스의 상태

프로세스는 상태(state)가 변경되며 수행된다.

• Running
  • CPU를 잡고 instruction 을 수행중인 상태
• Ready
  • CPU를 기다리는 상태(메모리 등 다른 조건을 모두 만족하고)
• Blocked (wait, sleep)
  • CPU를 주어도 당장 instruction을 수행할 수 없는 상태
  • Process 자신이 요청한 event가 즉시 만족되지 않아 이를 기다리는 상태
  • 디스크에서 file을 읽어와야 하는 경우

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• New: 프로세스가 생성중인 상태
• Terminated: 수행(execution)이 끝난 상태

Process Control Block (PCB)

운영체제가 각 프로세스를 관리하기 위해 프로세스당 유지하는 정보
다음의 구성 요소를 가진다. (구조체로 유지)

1. OS가 관리상 사용하는 정보
   • Process state, Process ID
   • scheduling information, priority
2. CPU 수행 관련 하드웨어 값
   • Program counter, registers
3. 메모리 관련
   • Code, data, stack의 위차 정보
4. 파일 관련
   • Open file descriptors

문맥 교환 (Context Switch)

• CPU를 한 프로세스에서 다른 프로세스로 넘겨주는 과정
• CPU가 다른 프로세스에게 넘어갈 때 운영체제는 다음을 수행
  • CPU를 내어주는 프로세스의 상태를 그 프로세스의 PCB에 저장
  • CPU를 새롭게 얻는 프로세스의 상태를 PCB에서 읽어옴

스케줄러 (Scheduler)

Long-term scheduler (장기 스케줄러 or job scheduler)

• 시작 프로세스 중 어떤 것들을 ready queue로 보낼지 결정
• 프로세스에 memory (및 각종 자원)을 주는 문제
• degree of Multiprogramming을 제어
• timme sharing system에는 보통 장기 스케줄러가 없음 (무조건 ready)

Short-term scheduler (단기 스케줄러 or CPU scheduler)

• 어떤 프로세스를 다음번에 running시킬지 결정
• 프로세스에 CPU를 주는 문제
• 충분히 빨라야 함 (millisecond 단위)

Medium-term scheduler (중기 스케줄러 or Swapper)

• 여유 공간 마련을 위해 프로세스를 통쨀 메모리에서 디스크로 쫓아냄
• 프로세스에게서 memory를 뺏는 문제
• degree of Multiprogramming을 제어

프로세스 상태도