운영체제 2일차

프로세스 개요

프로세스 종류

• 프로그라운드 프로세스
  •  사용자가 볼 수 있는 공간에서 실행되는  프로세스 ex)메모장, 윈도우...
• 백그라운드 프로세스 
  • 사용자가 볼 수 없는 공간에서 실행되는 프로세스, 데몬, 서비스라고도 한다. 

프로세스 제어블록

• 모드 프로세스는 실행을 위해 CPU가 필요하다
• 프로세스들은 돌아가며 한정된 시간만큼 CPU를 이용
  
  • 자신의 차례에 정해진 시간만큼 CPU 이용
  • 타이머 인터럽트가 발생하면 차례 양보
• 빠르게 번갈아가며 수행되는 프로세스들을 관리해야 함 
• 이를 위해 사용되는 자료구조가 프로세스 제어블록(PCB)
  • 프로세스 관련 정보를 저장하는 자료구조
  • 마치 상품에 달린 태그와 같은 정보 
  • 프로세스 생성시 커널 영역에 생성, 종료시 폐기

✅ PCB에 담기는 정보
- 프로세스 ID (=PID)
    - 특정 프로세스를 식별하기 위해 부여하는 고유한 번호(학번, 사번 ..)
- 레지스터 값
    - 프로세스는 자신의 실행 차례가 오면 이전까지 사용한 레지스터 중간 값을 모두 복원 -> 실행 재개
    - 프로그램 카운터, 스택 포인터 
- 프로세스 상태
    - 입출력 장치를 사용하기 위해 기다리른 상태, CPU를 이용중인 상태, CPU를 대기중인 상태..
- CPU 스케줄링 정보
    - 프로세스가 언제, 어떤 순서로 CPU를 할당받을지에 대한 정보
- 메모리 정보
    - 프로세스가 어느 주소에 저장되어 있는지에 대한 정보
    - 페이지 테이블 정보
- 사용한 파일과 입출력 장치 정보
    - 할당한 입출력 장치, 사용중인 파일 정보

 

문맥 교환

• 한 프로세스에서 다른 프로세스로 실행순서가 넘어간다면?
• 기존에 실행되던 프로세스 A는 지금까지의 중간정보를 백업
  • 프로그램 카운터 등 각종 레지스터 값, 메모리 정보, 열었던 파일, 사용한 입출력 장치등
  • 이러한 중간정보를 == 문맥
  • 문맥 : 다음차례가 왔을 떄 실행을 재개하기 위한 정보 
  • "실행 문맥을 백업해두면 언제든 해당 프로세스의 실행을 재개할 수 있다"
• 뒤이어 실행항 프로그렘 B를 복구

기존의 실행중인 프로그램 문맥을 백업하고 
새로운 프로세스 실행을 위해 문맥을 복구하는 과정을 
문맥교환이라고 한다

 

 

프로세스 메모리 영역

• 크게 코드 영역, 데이터 영역, 힙 영역, 스택 영역이 있다
• 코드 영역
  • 실행할 수 있는 코드, 기계어로 저장되오 있는 명령어 저장
  • 데이터가 아닌 CPU가 실행할 명령어가 저장된 담기기에 쓰기가 금지된 영역 ( read-only
• 데이터 영역
  • 잠깐 쓰고 없애는 데이터가 아닌 프로그램이 실행되는 동안 유지할 데이터 저장
• 힙 영역
  • 프로그램을 만드는 사용자, 즉 프로그래머가 직접 할당 할 수 있는 저장공간 
• 스택 영역
  • 데이터가 일시적으로 저장되는 공간
  • 잠깐 쓰다가 없어지는 값들을 저장함
• 힙 영역과 스택영역의 크기는 가변적이다. 
  • 일반적으로 힙 영역은 낮은 주소 -> 높은 주소로 할당
  • 일반적으로 스택 영역은 높은 주소 -> 낮은 주소로 할당