프로세스
프로세서(처리기, CPU)에 의해 처리되는 사용자 프로그램, 시스템 프로그램, 실행중인 프로그램. 작업, 태스크라고도 한다.
- PCB를 가진 프로그램
- 실기억장치에 저장된 프로그램
- 프로세서가 할당되는 실체로서 디스패치가 가능한 단위
- 프로시저가 활동중인 것
- 비동기적 행위를 일으키는 주체
- 운영체제가 관리하는 실행 단위
PCB
Process Control Block. 프로세스 제어 블록
운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓는 곳.
각 프로세스가 생성될 때마다 고유의 PCB가 생성되고, 프로세스가 완료되면 PCB는 제거된다.
| 저장 정보 | 설명 |
|---|---|
| 프로세스의 현재 상태 | 준비, 대기, 실행 등의 프로세스 상태 |
| 포인터 | 부모 프로세스에 대한 포인터, 자식 프로세스에 대한 포인터, 프로세스가 위치한 메모리에 대한 포인터, 할당된 자원에 대한 포인터 |
| 프로세스 고유 식별자 | 프로세스를 구분할 수 있는 고유의 번호 |
| 스케줄링 및 프로세스의 우선순위 | 스케줄링 정보 및 프로세스가 실행될 우선순위 |
| CPU 레지스터 정보 | 누산기, 인덱스 레지스터, 범용 레지스터, 프로그램 카운터 등에 대한 정보 |
프로세스 상태 전이
프로세스가 시스템 내에 존재하는 동안 프로세스의 상태가 변하는 것을 의미.
프로세스의 상태는 제출, 접수, 준비, 실행, 대기 상태로 나눌 수 있다.
- 제출(submit) : 사용자가 작업을 시스템에 제출한 상태
- 접수(hold) : 제출된 작업이 스풀 공간인 디스크의 할당 위치에 저장된 상태
- 준비(ready)
- 프로세스가 프로세서를 할당받기 위해 기다리고 있는 상태
- 프로세스는 ready queue에서 실행을 준비하고 있다.
- 접수 상태에서 준비상태로의 전이는 job 스케줄러에 의해 수행된다.
- 실행(run)
- ready queue에 있는 프로세스가 프로세서를 할당받아 실행되는 상태
- 프로세스 수행이 완료되기 전에 프로세스에게 주어진 프로세서 할당 시간이 종료되면 프로세스는 준비 상태로 전이된다.
- 실행중인 프로세스에 입출력 처리가 필요하면 실행중인 프로세스는 대기 상태로 전이된다.
- 준비상태에서 실행 상태로의 전이는 CPU(프로세서) 스케줄러에 의해 수행된다.
- 대기(wait), 보류, 블록(block) : 프로세스에 입출력 처리가 필요하면 현재 실행중인 프로세스가 중단되고 입출력 처리가 완료될 때까지 대기하고 있는 상태
- 종료(terminated) : 프로세스의 실행이 끝나고 프로세스 할당이 해제된 상태
dispatch
준비 상태에서 대기하고 있는 프로세스 중 하나가 프로세서를 할당받아 실행 상태로 전이되는 과정.
wake up
입출력 작업이 완료되어 프로세스가 대기 상태에서 준비 상태로 전이되는 과정.
spooling
입출력장치의 공유 및 상대적으로 느린 입출력장치의 처리 속도를 보완하고 다중 프로그래밍 시스템의 성능을 향상시키기 위해 입출력할 데이터를 직접 입출력장치에 보내지 않고 나중에 한꺼번에 입출력하기 위해 디스크에 저장하는 과정
쓰레드(thread)
프로세스 내에서의 작업 단위로서 시스템의 여러 자원을 할당받아 실행하는 프로그램의 단위이다.
- 하나의 프로세스에 하나의 스레드가 존재 - 단일스레드, 하나의 프로세스에 여러개의 스레드가 존재 - 다중스레드.
- 프로세스의 일부 특성을 가지고 있기 때문에 경량 프로세스라고도 한다.
- 스레드 기반 시스템에서 스레드는 독립적인 스케줄링의 최소 단위로서 프로세스의 역할을 담당
- 동일 프로세스 환경에서 서로 독립적인 다중 수행 가능
스레드 사용의 장점
- 하나의 프로세스를 여러 개의 스레드로 생성하여 병행성을 증진시킬 수 있다.
- 하드웨어, 운영체제의 성능과 응용 프로그램의 처리율을 향상시킬 수 있다.
- 응용 프로그램의 응답시간을 단축시킬 수 있다.
- 실행 환경을 공유시켜 기억장소의 낭비가 줄어든다.
- 프로세스들 간의 통신이 향상된다.
- 스레드는 공통적으로 접근 가능한 기억장치를 통해 효율적으로 통신한다.
