🌞 스케줄러
- 다중 프로그래밍의 핵심인 병행성을 가능하게 하는 동작으로 프로세스들에게 적절하게 프로세서를 할당한다.
🌼 프로세스의 우선순위
- 스케줄링의 기준 요소 : 입출력 버스트, 프로세서 버스트
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프로세서 버스트의 예 : load, store, add, read
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위와 같은 사진으로 프로세스는 CPU버스트와 I/O버스트의 순환구조로 이루어져 있다.
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여기서 프로세스는 프로세서 중심 프로세스 와 입출력 프로세스로 나뉘는데,
먼저 프로세서 중심 프로세스는 프로세서버스트가 매우길다. 그 반면에 입출력프로세스 는 프로세서버스트가 짧다. -
위의 이유 때문에 입출력프로세스는 프로세서 중심 프로세스 보다 빨리 작업을 할 수 있다.
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따라서 스케줄러가 프로세스의 우선순위를 결정할 때 입출력프로세스 를 우선으로 설정한다.
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왜냐하면 프로세서 중심 프로세스를 앞으로 두게되면 입출력프로세스의 지연시간이 길어진다. 결국 이말은 유저에게 직접적인 영향을 주는 입출력이 느려진다는 것이다.
🌼 프로세서 사용 프로세스를 교환하는 일련의 과정
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프로세스의 레지스터들을 내용 보관하고 다른 프로세스의 레지스터들을 적재
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오버헤드 발생
-> 메모리 속도, 저장할 레지스터 수, 특수 명령어의 유무에 따라 다름
-> OS 설계 시 불필요한 문맥 교환을 감소시켜야 함
🌼 프로세스의 문맥 교환
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인터럽트 발생 시 Context Switching이 일어날수도 안 일어날수도 있다.
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입출력 완료 인터럽트에 의해서 입출력 동작이 종료되면 대기 상태의 프로세스를 준비 상태로 바꿔준다. 이 인터럽트에 의해서 Context Switching이 일어나지는 않는다.
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저장할 데이터가 많을수록 오버헤드가 많이 발생하여 시스템이 지연된다.
🌞 스레드
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스레드 실행 환경 정보 -> 레지스터
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지역 데이터 -> 스택
스레드 병행 수행의 이점
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사용자 응답성
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자원 공유
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경제성 - 쓰레드 교환은 문맥 교환보다 오버 헤드가 적음
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다중 프로세서 아키텍처를 활용하여 성능과 효율 향상
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확장성
🌞 스레드의 구현
🌼 사용자 수준 스레드 구현
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사용자 스레드 다수 개가 한 개의 커널 스레드에 대응
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다대일 매핑
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특징
1) 스레드와 관련된 모든 동작이 사용자 영역
2) 사용자 영역의 스레드 라이브러리로 구현
3) 커널은 스레드가 아닌 프로세스에 프로세서 할당 -
요즘 거의 사용안함
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커널영역과 사용자영역은 메모리의 한 부분임.
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커널 스레드는 사용자영역의 스레드가 실행되어도, 실행이 되고 있는지 알 수가 없다.
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따라서 스레드는 프로세스 하나를 실행하는 것으로 알고 있고, 사용자 영역의 있는 스레드매니저는 여러개의 스레드를 스케줄에 맞게 실행하고 있는것이다.
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사용자 수준 스레드는 병렬성이 없다.
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커널의 지원이 필요없다.
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커널에 대한 지원 없이 라이브러리로 만들어지기 때문에 이식성이 높다.
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커널 오버헤드가 일어나지 않는다. ( Context Switching이 일어나지 않음 )
🌼 커널 수준 스레드 구현
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TCB가 커널영역에 존재한다. 커널스레드와 사용자 스레드가 1대1로 매핑 되어있다.
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소프트웨어적인 유연성이 떨어짐
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다중 프로세서로 병렬 수행이 가능하다.
🌼 혼합형 스레드 구현
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사용자 스레드 여러개를 커널 스레드 여러 개에 유연하게 맵핑
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다대다 매핑
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커널이 커널 스레드 수를 동적으로 조절
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커널 영역에서 병렬 처리 정도를 결정
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단점 보완
1) 사용자 수준 스레드 구현의 병렬성 문제 해결
2) 커널 수준 스레드 구현의 프로세스당 스레드 수 제한 문제 해결 -
복잡하여 오버헤드 큼
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ex) ThreadFiber 패키지가 있는 Windows
