프로세스 개요

프로세스

프로세스 관리자의 역할
- 프로세스를 생성 및 삭제
- 프로세스 실행(cpu 할당)을 위한 스케줄 결정
- 프로세스의 상태를 관리하며 상태 전이를 처리

프로세스 제어 블록(Process Control Block, PCB)
- 프로세스의 관리를 위한 목적
- 프로세스의 정보를 보관
- 각 프로세스마다 존재
- 프로세스가 진행함에 따라 내용 변경

프로세스 생성 작업
- 프로세스의 이름(번호, PID)결정
- 준비 큐에 삽입
- 초기 우선순위 부여
- 프로세스 제어 블록(PCB) 생성등
프로세스 생성 방법: 시스템 호출
프로세스 생성 시스템 호출
- 하나의 프로세스가 프로세스 생성 시스템 호출을 통해 새로운 프로세스를 생성
- 예: fork()
- 호출하는 프로세스: 부모 프로세스
- 생성되는 프로세스: 자식 프로세스
시스템 프로세스와 사용자 프로세스 모두 부모 프로세스 가능
생성되는 프로세스의 자원
- 운영체제로부터 직접 얻는 경우
- 부모 프로세스 자원의 일부를 얻는 경우
자식 프로세스의 자원은 부모 프로세스의 자원으로 제한
- 과도한 자식 프로세스 생성에 따른 시스템 과부하 방지
프로세스 종료
- 프로세스의 마지막 명령이 실행을 마치는 경우
- 프로세스 종료 시스템 호출(예: exit())을 통하는 경우
- 프로세스 종료 후 부모 프로세스에게 실행결과를 되돌려 줌
프로세스 종료 시스템 호출
- 부모에 의해서만 호출
- 자식 프로세스가 할당된 자원의 사용을 초과할 때 혹은 더 이상 필요치 않을 때

전통적인 프로세스
- 처리의 기본 단위
- 자원 소유의 단위(하나의 주소공간) 및 디스패칭의 단위(하나의 제어흐름)
- 단일 프로세스 내에서 동시처리 불가능 -> 쓰레드 등장
쓰레드(Thread)
- 프로세스 내에서의 다중처리를 위해 제안된 개념
- 하나의 프로세스 내에는 하나 이상의 쓰레드가 존재
- 하나의 쓰레드 내에서는 하나의 실행점만 존재(디스패칭의 단위)
- 실행에 필요한 최소한의 정보만 가지며, 자신이 속해 있는 프로세스의 실행환경을 공유
다중 쓰레드의 장점
- 멀티CPU 혹은 멀티코어 시스템에서는 병렬처리 가능
- 처리 속도 별로 쓰레드가 나눠진 경우 효율적인 처리 가능

상위단계 스케줄링
- 시스템에 들어오는 작업들을 선택하여 프로세를 생성한 후 프로세스 준비 큐에 전달
- 선택 기준: 시스템의 자원을 효율적으로 이용할 수 있도록 하는 것
- 입출력(I/O) 중심 작업과 연산 중심 작업을 균형있게 선택
하위단계 스케줄링
- 사용 가능한 CPU를 준비상태의 어느 프로세스에게 배당할지를 결정
- CPU를 배당받은 프로세스는 결국 실행상태가 되어 프로세스가 처리됨
- 수행 주체: 디스패처(dispatcher)
중간단계 스케줄링
- 프로세스를 일시적으로 메모리에서 제거하여 중지시키거나 다시 활성화시킴
- 시스템에 대한 단기적인 부하를 조절

스케줄링 기본 목표
- 공정성: 모든 프로세스가 적정 수준에서 CPU 작업을 할 수 있게 함
- 균형: 시스템의 자원들이 충분히 활용될 수 있게 함
일괄처리 운영체제: 처리량의 극대화, 반환시간의 최소화, CPU 활용의 극대화
대화형 운영체제: 빠른 응답시간, 과다 대기시간 방지
실시간 운영체제: 처리 기한을 맞춤
선점(Preemptive) 스케줄링 정책
- 진행 중인 프로세스에 인터럽트를 걸고 다른 프로세스에 cpu를 할당하는 스케줄링 전략
- 높은 우선순위의 프로세스를 긴급하게 처리하는 경우에 유용
- 대화식 시분할 시스템에서 빠른 응답시간을 유지하는데 유용
- 문맥 교환에 따른 오버헤드 발생
문맥: CPU의 모든 레지스터와 기타 운영체제에 따라 요구되는 프로세스의 상태
문맥 교환: CPU의 현재 실행하고 있는 프로세스의 문맥을 PCB에 저장하고 다음 프로세스의 PCB로부터 문맥을 복원하는 작업
비선점(Nonpreemptive) 스케줄링 정책
- 프로세스가 CPU를 할당받아 실행이 시작되면 작업 자체가 I/O 인터럽트를 걸거나 작업을 종료할 때까지 실행상태에 있게 됨
- 모든 프로세스가 공정하게 순서에 따라 실행됨 => 응답시간 예측 가능
- 짧은 프로세스가 긴 프로세스를 기다리게 될 수 있음