3-1.[os] 프로세스의 개요

프로세스:

하나의 작업 단위
마우스를 더블클릭하여 프로그램을 실행하면 그 프로그램은 프로세스가 된다.

프로그램: 저장장치에 저장되어있는 정적인 상태 - 레시피

프로세스: 실행을 위해 메모리에 올라온 동적인 상태 - 요리

일괄 작업 방식

한번에 하나의 작업만 처리
테이블이 하나 밖에 없음
손님이 식사를 마치고 나간 후에야 다음 손님 받을 수 있음
손님이 식사하는 동안 쉬는 시간이 생김
큐 : 먼저 들어온 주문서가 먼저 처리됨

시분할 방식의 요리

시간을 절약하기 위해 손님이 식사하는 동안 다른 손님의 요리를 만들어야한다
CPU가 시간을 쪼개어 여러 프로세스에 적당히 배분해 동시에 실행하는 것처럼 느껴진다
주문 받은 코스 요리 중 단품 요리 하나를 만든 후 그 주문서를 주문 목록의 맨 뒤로 옮긴다. 다음 주문서를 가져다가 단품 요리를 만든다.

예상치 못한 상황처리

새우튀김을 해야하는데 새우가 아직 손질되지 않았다면?
대기 목록으로 보내고 다른 주문서를 가져와 요리한다
손질이 끝났다면?
바로 새우튀김을 시작하지 않고 주문 목록으로 이동해 순서를 기다리게 한다
손님이 급한 볼일 보느라 음식을 천천히 달라고 한다면?
언제 요청할지 모르므로 보류 목록으로 옮긴다
손님이 요청하면 주문 목록으로 보낸다
손님이 가버리면 주문서를 폐기한다

보류 목록: 언제 다시 시작될지 모르고 중간에 그만둘 수도 있는 곳

프로그램에서 프로세스로의 전환

프로세스 = 태스크

프로세스 제어 블록(Process Control Block, PCB):

작업 지시서

프로세스 구분자

메모리에는 여러 개의 프로세스가 존재함 각 프로세스를 구분하는 구분자 필요

메모리 관련 정보

CPU는 실행하려는 프로세스가 메모리의 어디에 저장되어 있는지 알아야 작업 가능
프로세스의 메모리 위치 정보
메모리 보호를 위한 경계 레지스터와 한계 레지스터도 포함

각종 중간값

중간값: 중간까지 작업한 위치
다음에 작업해야할 코드의 위치가 담긴 레지스터인 프로그램 카운터가 저 장

프로세스= 프로그램+프로세스 제어 블록

프로그램= 프로세스- 프로세스 제어 블록

하나의 프로세스를 실행하려면 프로세스 구분자, 메모리 관련 정보, 프로그램 카 운터와 각종 레지스터 같은 중간값을 관리해야 하며, 이러한 정보를 보관하는 데이터 구조가 프로세스 제어 블록
프로세스가 종료되면 프로세스가 메모리에서 삭제되고 프로세스 제어블록도 폐기

프로세스의 4가지 상태

생성 상태(create status)： 프로세스가 메모리에 올라와 실행 준비를 완료한 상태

프로세스를 관리하는 데 필요한 프로세스 제어 블록이 생성된다.

준비 상태(eady status)： 생성된 프로세스가 CPU를 얻을 때까지 기다리는 상태

CPU가 하나인 컴퓨터에서는 한 번에 하나의 프로세스만 실행할 수 있기 때문에 자기 실행 순서가 될 때까지 준비 상태에서 기다림

실행 상태(running status, execute status)： 준비 상태에 있는 프로세스 중 하나가 CPU를 얻어 실제 작업을 수행하는 상태

실행 상태에 들어간 프로세스는 일정 시간 동안 CPU를 사용할 권리를 갖는다.
만약 다 못끝내면 프로세스는 준비 상태로 돌아와 다음 차례를 기다림.
준비 상태와 실행 상태를 왔다갔다 함

완료상태(terminate status) : 작업을 마치면 완료 상태

프로세스 제어 블록이 사라진 상태

CPU 스케줄러: 여러 프로세스 중 다음에 실행할 프로세스를 선정함
- 준비 상태의 맨 앞에서 기다리고 있는 프로세스 제어 블록을 CPU에 전달
타임 슬라이스 / 타임 퀀텀: 프로세스에 배당된 작업 시간
디스패치: 준비 -> 실행
타임아웃: 실행 -> 준비

프로세스의 5가지 상태

생성상태 -> 준비상태 -> 실행상태 -> 대기상태 -> 완료상태

생성 상태: 프로그램이 메모리에 올라오고 운영체제로부터 프로세스 제어 블록을 할당 받은 상태 준비 상태: 실행 대기 중인 모든 프로세스가 자기 순서를 기다리는 상태

실행 상태: 프로세스가 CPU를 할당받아 실행되는 상태

대기 상태: 실행 상태에 있는 프로세스가 입출력을 요청하면 입출력이 완료될 때까지 기다리는 상태

완료 상태: 프로세스가 종료되는 상태

활성 상태: 생성, 준비, 실행, 대기，완료
휴식 상태: 프로세스가 작업을 일시적으로 쉬고 있는 상태
보류 상태: 프로세스가 메모리에서 잠시 쫓겨난 상태
- 메모리가 꽉 차서 일부 프로세스를 메모리 밖으로 내보낼 때
- 프로그램에 오류가 있어서 실행을 미루어야할 때
- 바이러스와 같이 악의적인 공격을 하는 프로세스라고 판단될 때
- 매우 긴 주기로 반복되는 프로세스라 메모리 밖으로 쫓아내도 큰 문제가 없을 때
- 입출력을기다리는프로세스의 입출력이 계속 지연될 때

스왑 영역:

보류 상태에 들어간 프로세스는 메모리 밖으로 쫓겨나 스왑 영역에 보관
메모리에서 쫓겨난 데이터가 임시로 보관되는 곳
보류 상태는 스왑 영역에 있는 상태이고 휴식 상태는 프로세스가 메모리에 있으나 멈춘 상태