Operation System - PCB (Process Control Block)에 대하여

Tae Yun Choi·2023년 4월 28일

개발새발 운영체제

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Process IDPID : 프로세스를 식별하는 ID
프로세스 상태Process State : 생성Create, 준비Ready, 실행Running, 대기Waiting, 완료Terminated 상태
프로그램 카운터Program Counter : 코드 한 줄을 가리키는 주소 레지스터. 다음에 실행할 명령어의 주소를 가리킴
CPU 레지스터 및 일반 레지스터 : 프로세스를 실행하기 위해 저장해야 할 레지스터에 대한 정보
CPU 스케줄링 정보 : 우선 순위, 최종 실행시간, CPU 점유 시간 등
메모리 관리 정보 : 해당 프로세스의 주소 공간
프로세스 계정 정보 : 페이지 테이블, 스케줄링 큐 포인터, 소유자, 부모 등
입출력 상태 정보 : 프로세스에 할당된 입출력 장치 목록, 열린 파일 목록 등
포인터Stack Pointer : 부모 프로세스에 대한 포인터, 자식 프로세스에 대한 포인터, 프로세스가 위치한 메모리 주소에 대한 포인터, 할당된 자원에 대한 포인터 정보. 함수 실행 될때 Stack 최상단 주소 레지스터.

CPU에서는 프로세스의 상태에 따라 프로세스 교체가 이루어짐.
interrupt가 발생해서 할당받은 프로세스가 wating 상태가 되고,
다른 프로세스를 running으로 바꿔 올리기 위해서
다음에 수행해야할 PCB를 레지스터에 저장함

Linked List 방식으로 관리함
PCB List Head에 PCB들이 생성될 때마다 붙게 됨. 주소값으로 연결이 이루어져 있는 연결리스트이기 때문에 삽입 삭제가 용이함.
즉, 프로세스가 생성되면 해당 PCB가 생성되고 프로세스 완료시 제거됨

CPU가 이전의 프로세스의 PCB를 PCB에 보관하고, 또 다른 프로세스의 정보를 PCB에 읽어 레지스터에 적재하는 과정

즉, 프로세스가 Ready → Running, Running → Ready, Running → Waiting처럼 상태 변경 시 발생!

P0는 기존에 실행 중이던 프로세스고 실행하다가 인터럽트가 발생하여 CPU를 넘겨줘야 하는 상황
해제하기 전 지금까지 작업했던 내용들에 대해 PCB0에 저장. 이를 저장해둬야 다음에 다시 P0가 CPU를 할당받았을 때 작업을 재개할 수 있기 때문.
그 후 다음으로 실행시킬 프로세스 P1에 대해 CPU는 PCB1의 정보를 가지고 CPU를 설정하고 작업을 시작함.
그 후 이후 P1이 교체되어야 하는 상황에 위 절차를 반복

overhead는 어떤 처리를 위해 필요한 처리 시간, 메모리 등이 있음
Context Switching을 할 때도 오버헤드가 발생하여 효율이 떨어짐
그러나 다른 프로세스를 할당하는 것이 CPU를 놀게 두는 것보다 효율적.
- 이는 Multiprogramming을 지원하는 OS가 감내해야 하는 오버헤드
위 사진에서 idle에 해당하는 시간에는 CPU가 아무것도 하지 못함 (OverHead)
cf) 일반적으로 Overhead를 줄이는 것이 성능을 위한 목적

hello dev!!