<aside> 📌 프로세스의 개념, 프로세스의 상태(Process State), 프로세스의 개념, 프로세스 상태도, Process Control Block(PCB), 문맥교환(Context Switch), 프로세스를 스케줄링하기 위한 큐, Ready Queue와 다양한 Device Queue, 스케줄러(Scheduler)

</aside>

프로세스의 개념

Process is a program in excution (실행중인 프로그램)

• 프로세스의 문맥(context)
  • CPU 수행 상태를 나타내는 문맥(프로그램이 무엇을 어떻게 실행했는지, 현재 시점이 어떤 상태인지 나타내기 위함)
  • CPU 수행 상태를 나타내는 하드웨어 문맥
    • Program Counter(현재 코드의 어디까지 실행했는가)
    • 각종 register(어떤 값을 넣어놓고 어떤 instruction 까지 실행했는가)
  • 프로세스의 주소 공간 (메모리 관련)
    • code, data, stack(프로세스의 메모리에 어떤 내용을 담고 있는가(함수 호출에 따른 stack 등))
  • 프로세스 관련 커널 자료 구조
    • PCB(Process Control Block, 프로세스가 하나가 실행될 때 마다 커널 주소 공간에 쌓임)
    • Kernel Stack(시스템콜 발생 시 커널의 코드 실행, 커널 함수 실행 시 정보가 쌓이는 곳)
      • 커널은 여러 프로세스가 공유하는 공간(단, 프로세스 별로 스택을 별도로 둠)
• 이걸 왜 알아야 하는가?
  • 현대의 OS는 여러 프로세스가 번갈아가며 실행되기 때문

프로세스의 상태

• 프로세스는 상태(state)가 변경되며 수행된다

  • Running (CPU 개수가 하나라면 실행 가능한 프로세스도 하나)
    • CPU를 잡고 instruction을 수행중인 상태
  • Ready
    • CPU를 기다리는 상태(필요한 데이터가 메모리에 올라와있는 등 다른 조건을 모두 만족하고)
  • Blocked (wait, sleep)
    • CPU를 당장 주어도 당장 instruction을 실행할 수 없는 상태 (오래 걸리는 작업을 하고 있는 상태)
    • Process 자신이 요청한 event(ex_I/O)가 즉시 만족되지 않아 이를 스스로 기다리는 상태
    • ex) 디스크에서 file을 읽어와야 하는 경우
  • New: 프로세스가 생성중인 상태
  • Terminated: 수행(excution)이 끝난 상태(프로세스가 종료중인 상태)

프로세스 상태도

iOS App State (출처)

상태 변화를 컴퓨터 시스템 입장에서 알기 쉽게 그린 그림

• 하나의 프로세스가 CPU에서 Running → Timer Intrrupted → Ready Queue 뒤로 가서 대기
• 하나의 프로세스가 CPU에서 Running → I/O 를 기다려야 할 경우 → Blocked → I/O 완료 → Intrrupted → CPU 제어권이 커널로 넘어감 → 요청 프로세스의 메모리 영역에 해당 데이터를 넘겨줌 + 프로세스는 Ready Queue 뒤로 가서 대기