프로세스 관리
프로세스
실행 중에 있는 프로그램을 의미한다.
프로그램과 프로세스의 차이는 하드디스크 내부에 있는 것은 프로그램으로, 동작하지 못한다. 프로세스는 현제 진행되고 있는 프로그램이다.
process = task = job
프로세스는 여러가지 상태를 갖게 된다.
- 하드디스크 안에 프로그램이 있을 땐, 아무 동작도 하지 못한다.
- 하드디스크에서 메모리에 올라올 때,
new라고 실행된다. (초기화를 실행한다.) - 초기화를 끝낸 후를
ready라고 부른다 - CPU가 메모리에 올라온 프로그램을 실행할 때,(실제로 실행하는 프로그램 상태)
running라고 부른다. - CPU가 중간에 다른 프로그램 작업으로 넘어갈 때, 하던 일은
waiting상태로 바꾼다. - 실행되고 있는 프로그램이 끝났을 때,
terminated상태라고 한다.
PCB (Process Control Block)
하나의 프로세스에 대해서 한 개의 PCB가 할당된다.
PCB 안에는 프로세스에 대한 모든 정보가 들어있다.
- 프로세스의 상태가 현재 어떤 상태인지
- 프로그램 카운터 (현재는 몇번째인가)
- CPU를 얼마나 사용하고 있는지(조절을 하기 위해)
- Process ID(PID) 기록
- list of open files(이 프로세스가 어떤 파일을 사용하고 있는지)
- 그 외 등등
Queue
모든 프로그램은 하드디스크 안에 들어있는데, 이 프로그램들을 실행시키려고 메인 메모리에 올릴 때, Queue를 거친다. 이를 Job Queue라고 한다. (작업줄)
줄을 서서 기다리다가 CPU Service를 받는다. 하나의 프로세스가 어떤 작업을 수행할 때, 항상 Queue를 통해 대기 상태를 가졌다가 수행하게 된다. 하드웨어에서 메인 메모리로 이동하거나, 메인 메모리에서 CPU로 이동할 때 등등…. 하지만, 실행이 끝났을 땐 곧 바로 사라진다.
대기줄에 있는 프로그램들 중에 어떤 기준으로 프로그램을 골라서 올릴 것인지 결정하는 것이 작업 스케쥴링이라고 한다.
메모리에 올라와있는 프로그램들이 줄 서서 CPU가 수행해주길 기다리는데, 어떤 프로그램을 먼저 CPU에 올려줄지 정하는 것이 CPU 스케쥴러이다.
그 등등….
- 정리
컴퓨터의 OS 안에는 여러 줄(Queue)들이 있다. 그 줄에 서있는 프로그램들을 어떤 기준으로 선택하여 올릴 것인지 결정하는 것을 스케쥴러라고 한다.
- Job Queue
- Job scheduler
- Long-term scheduler
- 메모리에 어느 프로세스를 올릴 것인가, 메모리가 꽉 차있으면 필요없는 스케쥴러 즉, 자주 일어나지 않는다.
- Ready Queue
- CPU scheduler
- Short-term scheduler
- 메인메모리에 프로세스가 있는데, 여러 경우의 수로 프로세스가 다음 프로그램으로 넘어갈 때 쓰이는 것
- 자주자주 일어나는 일(1초에도 수십, 수백번…)
- Device Queue
- Device scheduler
멀티프로그래밍
메인 메모리에, 하나의 프로세스를 올리는 것이 아닌 여러 개의 프로그램을 올리는 것을 말한다.
i/o bound process: 주로 i/o(입출력) 프로세스만 진행하는 것cpu bound process: 주로 계산 프로세스만 진행하는 것(일기예보)
잡 스케쥴러가 CPU와 I/O가 적절히 일할 수 있도록 위 두 가지의 프로세스를 적절히 분배한다.
- medium-term scheduler
time-sharing system 대화형 시스템을 의미한다. 시간을 쪼개서 각 프로세스에게 균등하게 주어지는 것을 말한다.
메모리에 올라와 있는 자원이 일을 하고 있지 않을 때, 운영체제가 이를 확인하고 하드디스크에 쫓아내는 것을 Swap out이라고 한다. 프로세스를 쫓아낼 때, 해당 하드디스크를 swap device라고 한다. 그러다가 쫓겨난 자원이 다시 일을 시작하여 프로세스 위로 올라올 때는 swap in이라고 한다. (비어있는 곳에 들어가게 된다.)
OS가 어떤 프로세스를 몰아낼지, short-term 보다는 자주 일어나고, long-term 보다는 덜 일어나는 것을 medium-term scheduler라고 한다.