[반효경의 운영체제] 3주차 공부 내용 정리

Chapter 3. Process

프로세스란? 실행중인 프로그램!

프로세스의 문맥을 잘 이해해야 한다.

• 프로세스의 문맥(Context)
  • CPU 수행 상태를 나타내는 하드웨어 문맥
    • Program Counter
    • 각종 Register
  • 프로세스의 주소 공간
    • Code, Data, Stack
  • 프로세스 관련 커널 자료 구조
    • Kernel Stack
    • PCB(Process Control Block)

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State

State 변화

프로세스는 상태(State)가 변경되며 수행된다.

• State
  • Running
    • CPU를 할당받고 Instruction을 수행중인 상태
  • Ready
    • CPU를 할당받기를 기다리는 상태(모든 조건을 만족한 상태)
  • Blocked
    • CPU를 할당받아도 당장 Instruction할 수 없는 상태
    • Process 자신이 요청한 Event(ex. I/O Interrupt)가 발생하지 않아 기다리는 상태
    • Ex) 디스크에서 파일을 읽어와야 하는 경우,
  • New
    • 프로세스가 생성중인 상태
  • Terminated
    • 실행(Execution)이 종료된 상태

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문맥 교환

• CPU를 한 프로세스에서 다른 프로세스로 넘겨주는 과정
• CPU가 다른 프로세스에게 넘어갈 때 → 인터럽트 발생!
  • 인터럽트 발생 시, 기존의 프로세스의 상태를 해당 프로세스의 PCB에 저장 → “문맥 저장”이라고 한다
  • CPU를 할당받는 프로세스의 상태를 PCB에서 읽음

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Scheduling Queue

• Job Queue : 현 시스템 내에 있는 모든 프로세스들의 집합
• Ready Queue : 현재 메모리 내에 있으며, CPU를 할당받아 실행되기를 기다리는 프로세스의 집합
• Device Queue : I/O Device Interrupt를 기다리는 프로세스의 집합

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Scheduler

3개의 스케줄러 존재

Long Term Scheduler : 어떤 프로세스를 Ready Queue로 보낼지 결정. Memory에 영향

Medium Term Scheduler

Short Term Scheduler : 어떤 프로세스를 Running 할 지 결정. 빠른 속도 중요

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Thread

• 구성 : PC(Program Counter), Register Set, Stack Space
• 다른 스레드와의 공유 → Code Section, Data Section, OS Resource
• 스레드는 하나의 프로세스에서 자원을 공유하고, CPU 단위만 여러개 두고 있는 것이다.
• 스레드를 사용하면 병렬성을 증가할 수 있음.
• 스레드 사용 시, 공유 자원 접근시, 전략을 세워 접근 해야함
  • 공유 자원 A 접근 시, 2개 이상의 스레드 접근 시, 데이터 및 무결성 손상 → 데드락 발생
  • 임계 영역 설계 필요.

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