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3. 프로세스 관리(2)

프로세스의 개념

"Process is a program in execution"

• 프로세스의 문맥(context): 과거 이력과 상태
  1. CPU 수행 상태를 나타내는 하드웨어 문맥
     • Program Counter
     • 각종 register
  2. 프로세스의 주소 공간
     • code, data, stack
  3. 프로세스 관련 커널 자료 구조
     • PCB(Process Control Block)
     • Kernel stack

프로세스의 상태

• 프로세스는 상태(state)가 변경되며 수행된다
  • running: CPU를 잡고 instruction을 수행 중인 상태
  • ready: (메모리 등 다른 조건들을 모두 만족하고) CPU를 기다리는 상태
  • blocked: CPU를 주어도 당장 instruction을 수행할 수 없는 상태
    • Process 자신이 요청한 event(예를 들어 I/O)가 즉시 만족되지 않아 이를 기다리는 상태
  • new: 프로세스가 생성 중인 상태
  • terminated: 수행(execution)이 끝난 상태

Process Control Block(PCB)

• 운영체제가 각 프로세스를 관리하기 위해 프로세스당 유지하는 정보
• 구성 요소(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 위치 정보
  • (4) 파일 관련
    • Open file descriptors

문맥 교환(Context switch)

• CPU를 한 프로세스에서 다른 프로세스로 넘겨주는 과정
  • CPU를 내어주는 프로세스의 상태를 그 프로세스의 PCB에 저장
  • CPU를 새롭게 얻는 프로세스의 상태를 PCB에서 읽어옴

• System call이나 Interrupt 발생시 반드시 context switch가 일어나는 것은 아님
  • 예를 들어, 사용자 프로세스 A가 실행 중에 Interrupt가 발생 후 다시 사용자 프로세스 A를 실행하는 경우 문맥 교환 X.
    • PCB에 저장하는 과정이 없어서 오버 헤드의 부담이 훨씬 작음(cache memory flush가 없기 때문)

프로세스를 스케줄링하기 위한 큐

• Job queue: 현재 시스템 내에 있는 모든 프로세스의 집합
• Ready queue: 현재 메모리 내에 있으면서 CPU를 잡아서 실행되기를 기다리는 프로세스의 집합
• Device queue: I/O device의 처리를 기다리는 프로세스의 집합