4-3-8장. 프로세스의 개요 - A

프로세스(Process)의 정의

프로세스는 일반적으로 프로세서(처리기, CPU)에 의해 처리되는 사용자 프로그램, 시스템 프로그램, 즉 실행중인 프로그램을 의미하며, 작업(Job), 태스크(Task)라고도 한다.

 

• 프로세스는 다음과 같이 여러 형태로 정의할 수 있음

  • PCB를 가진 프로그램

  • 실기억장치에 저장된 프로그램

  • 프로세서가 할당되는 실체로서, 디스패치가 가능한 단위

  • 프로시저가 활동중인 것

  • 비동기적 행위를 일으키는 주체

  • 지정된 결과를 얻기 위한 일련의 계통적 동작

  • 목적 또는 결과에 따라 발생되는 사건들의 과정

  • 운영체제가 관리하는 실행 단위

PCB(Process Control Block, 프로세스 제어 블록)

PCB는 운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓는 곳으로, Task Control Block 또는 Job Control Block이라고도 한다.

 

• 각 프로세스는 생성될 때마다 고유의 PCB가 생성되고, 프로세스가 완료되면 PCB는 제거

• PCB에 저장되어 있는 정보는 다음과 같음

프로세스 상태 전이

프로세스 상태 전이는 프로세스가 시스템 내에 존재하는 동안 프로세스의 상태가 변하는 것을 의미하며, 프로세스의 상태를 다음과 같이 상태 전이도로 표시할 수 있다.

 

• 프로세스의 상태는 제출, 접수, 준비, 실행, 대기 상태로 나눌 수 있으며, 이 중 주요 세 가지 상태는 준비, 실행, 대기 상태이다.

• 제출(Submit) : 작업을 처리하기 위해 사용자가 작업을 시스템에 제출한 상태

• 접수(Hold) : 제출된 작업이 스풀 공간인 디스크의 할당 위치에 저장된 상태

• 준비(Ready)

  • 프로세스가 프로세서를 할당받기 위해 기다리고 있는 상태

  • 프로세스는 준비상태 큐에서 실행을 준비하고 있음

  • 접수 상태에서 준비 상태로의 전이는 Job 스케줄러에 의해 수행

• 실행(Run)

  • 준비상태 큐에 있는 프로세스가 프로세서를 할당받아 실행되는 상태

  • 프로세스 수행이 완료되기 전에 프로세스에게 주어진 프로세서 할당 시간이 종료되면 프로세스는 준비 상태로 전이

  • 실행중인 프로세스에 입출력 처리가 필요하면 실행중인 프로세스는 대기 상태로 전이

  • 준비 상태에서 실행 상태로의 전이는 CPU 스케줄러에 의해 수행됨

• 대기(Wain), 보류, 블록(Block) : 프로세스에 입출력 처리가 필요하면 현재 실행중인 프로세스가 중단되고, 입출력 처리가 완료될 때까지 대기하고 있는 상태

• 종료(Terminated, Exit) : 프로세스의 실행이 끝나고 프로세스 할당이 해제된 상태

프로세스 상태 전이 관련 용어

• Dispatch : 준비 상태에서 대기하고 있는 프로세스 중 하나가 프로세서를 할당받아 실행 상태로 전이되는 과정

• Wake Up : 입출력 작업이 완료되어 프로세스가 대기 상태에서 준비 상태로 전이 되는 과정

• Spooling : 입출력장치의 공유 및 상대적으로 느린 입출력장치의 처리 속도를 보완하고 다중 프로그래밍 시스템의 성능을 향상시키기 위해 입출력할 데이터를 직접 입출력장치에 보내지 않고 나중에 한꺼번에 입출력하기 위해 디스크에 저장하는 과정

• 교통량 제어기(Traffic Controller) : 프로세스의 상태에 대한 조사와 통보를 담당

스레드(Thread)

스레드는 프로세스 내에서의 작업 단위로서 시스템의 여러 자원을 할당받아 실행하는 프로그램의 단위이다.

 

• 하나의 프로세스에 하나의 스레드가 존재하는 경우에는 단일 스레드, 하나 이상의 스레드가 존재하는 경우에는 다중 스레드

• 프로세스의 일부 특성을 갖고 있기 때문에 경량(Light Weight) 프로세스라고도 함

• 스레드 기반 시스템에서 스레드는 독립적인 스케줄링 최소 단위로서 프로세스의 역할을 담당

• 동일 프로세스 환경에서 서로 독립적인 다중 수행이 가능

• 스레드의 분류

• 스레드 사용의 장점

  • 하나의 프로세스를 여러 개의 스레드로 생성하여 병행성을 증진시킬 수 있음

  • 하드웨어, 운영체제의 성능과 응용 프로그램의 처리율을 향상시킬 수 있음

  • 응용 프로그램의 응답 시간을 단축시킬 수 있음

  • 실행 환경을 공유시켜 기억장소의 낭비가 줄어듬

  • 프로세스들 간의 통신이 향상

  • 스레드는 공통적으로 접근 가능한 기억장치를 통해 효율적으로 통신