Chapter3 프로세스 관리

Chapter3 프로세스 관리

1. 프로세스의 개념

1.1 작업(Job)

• 실행 할 프로그램 + 데이터
• 시스템에 실행 요청 전의 상태

 

1.2 프로세스(Process)

• 실행을 위해 시스템(커널)에 등록된 작업
• 각종 자원들을 요청하고 할당 받을 수 있는 개체
• 프로세스 관리 블록(PCB)을 할당 받은 개체
• 능동적인 객체

• 

• 

• 종류
  • 역할
    • 시스템(커널) 프로세스 : 시스템 메모리와 프로세서의 명령에 액세스
    • 사용자 프로세스 : 사용자 코드를 수행
  • 병행 수행 방법
    • 독립 프로세스
    • 협력 프로세스

 

1.3 자원(Resource)

• 커널의 관리 하에 프로레스에게 할당/반납 되는 수동적 개체
• 분류
  • H/W resources : Processer, memory, disk, Etc.
  • S/W resources : files, installed Sws, Etc.

2. PCB(프로세스 관리 블록)

• 커널 공간에 존재
• OS가 프로세스 관리에 필요한 정보 저장
• 프로세스 생성 시, 생성 됨
• 관리하는 정보
  • PID(Process Identification Number) : 프로세스 고유 식별 번호
  • 스케줄링 정보
  • 프로세스 상태
  • 메모리 관리 정보
  • 입출력 상태 정보
  • Context save area
  • 계정 정보
• PCB 정보는 OS별로 서로 다르며, PCB 참조 및 갱신 속도는 OS의 성능을 결정하는 중요한 요소

3. 프로세스 상태 변화

• 프로세스와 자원 간의 상호작용에 의해 결정

• 

• 

3.1 Created State

• 작업을 커널에 등록
• PCB 할당 및 프로세스 생성
• 메모리 할당 유무에 따라 다음 상태로 이동
  • 메모리O → Ready State
  • 메모리X → Suspended Ready State

 

3.2 Ready State

• 프로세서 외에 다른 모든 자원을 할당 받았기 때문에 프로세서만 할당 되면 즉시 실행 가능
• 프로세서가 할당 → Running State로 이동(dispatch / schedule 과정)

 

3.3 Running State

• 프로세서와 자원들을 모두 할당 받음
• 프로세서 스케줄링에 따라 변화 → Ready State로 이동(preemption 과정)
• I/O 등 자원 할당 요청 → Asleep State로 이동(sleep / block 과정)

 

3.4 Blocked/Asleep State

• 프로세서 외에 다른 자원을 기다리는 상태
  • 자원 할당은 System Call에 의해서 이루어짐
• 자원이 할당 됨 → Ready State로 이동(wakeup 과정)
  • 바로 Running State로 이동 X

 

3.5 Suspended State

• 메모리를 할당 받지 못한(빼앗긴) 상태
  • Memory image를 swap device(memory)에 보관 하여 프로세스를 이어서 실행 가능하게 함
  • 커널 혹은 사용자에 의해 발생

 

3.6 Terminated/Zombie State

• 프로세스 수행이 끝난 상태
• 모든 자원 반납 후 커널 내에 일부 PCB 정보만 남아 있음 → 프로세스 관리를 위해 정보 수집 → 종료

4. 인터럽트

• 예상치 못한, 외부에서 발생한 이벤트(Unexpected, external events)
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  1. Pi(프로세스1)를 실행하는 도중 interrupt 발생
  2. Context saving 동작
  3. 커널에서 Interrupt handling을 통해 인터럽트 발생 장소, 원인 파악
  4. Interrupt service 실행(일종의 process)
  5. Pi(프로세스1)이나 Pj(새로운 프로세스)를 실행(Context restoring)

5. Context switching

• Context
  • 프로세스와 관련된 정보들의 집합
    • CPU register context는 CPU에 존재
    • Code & data, Stack, PCB 는 memory에 존재
• Context saving
  • 현재 프로세스의 Register Context를 저장하는 작업 → memory에 저장
• Context restoring
  • Register Context를 프로세스로 복구
• Context switching = Process switching
  • 실행 중인 프로세스의 context를 저장하고, 앞으로 실행 할 프로세스의 context를 복원 하는 일
  • 커널이 개입