OS - Process Management

프로그램은 디스크 안에 잠자고 있는 상태이고, 프로그램을 메모리에 올리면(실행시키면) 프로세스가 된다.

프로세스 생애주기 예시

1. New: main memory 입성
2. Ready: 실행 준비 완료
3. Running: 실행
   1. Print 요청 -> I/O -> waiting
   2. Print 작업 완료 -> 2. ready -> 3. running
4. Terminate: 작업 완료

Process Control Block (PCB)

프로세스에 대한 모든 정보를 가지고 있다. 다음과 같은 정보들을 포함한다. 상태정보(ready, waiting, running, terminate), MMU info(base, limit), registers, CPU time, process id(PID), …

Queues

각각의 queue(대기라인)에는 저마다의 scheduler가 존재한다. scheduler는 어떤 프로세스를 언제 어떻게 처리할지 결정한다.

Job Queue

잠에서 깨어난 프로세스들이 cpu에서 처리되기 위해 기다리고 있는 줄이다. Long-term scheduler인 Job scheduler가 이 줄을 처리한다.

Ready Queue

상대적으로 빠르고 자주 일을 하는 CPU scheduler(Short-term scheduler)가 큐를 관리한다. cpu에서 처리되다가 할당된 시간이 지난 프로세스는 다시 ready queue로 돌아가 순서를 기다리게 된다.

Device Queue

프린터, 마우스, 디스크 등의 device들에 대한 요청을 처리하는 device scheduler가 관리하는 큐. cpu에서 프로세스 연산을 하다가 disk에 결과물을 써야하는 상황이 오면 disk queue로 가서 i/o 작업을 마치게 되고 , 다시 ready queue로 돌아가 자기 차례를 기다리게 된다.

Multiprogramming

여러개의 프로그램들이 단일 프로세서에서 동시에 실행되는 것이다. 다만, 실제로 동시에 실행되는 것은 아니고 CPU가 굉장히 빠르게 전환하며(context switching) a, b, c, a, b, c 식으로 작업을 하기 때문에 동시에 실행되는 것처럼 보인다.

Degree of multiprogramming

메인 메모리에서 처리되고 있는 프로세스의 개수를 말한다.

I/o-bound vs. cpu-bound process

I/o 빡세게 쓰는 프로세스가 있는 반면, cpu를 많이 쓰는 프로세스가 있다. Job scheduler가 이런 애들을 적절히 분배해서 작업을 해야한다.

Swapping

유휴 자원(계속 놀고있는 프로세스)을 지켜보고 있다가 main memory에서 swap device로 내쫓고(swap out), 필요해지면 다시 불러온다. (swap in)

Context switching

Scheduler

다음엔 어떤 프로세스를 실행할지 결정

Dispatcher

다음에 돌아왔을 때 중단 지점부터 작업을 이어갈 수 있도록 프로세스의 현재 상태를 PCB에 save & restore

Context switching overhead

당연히 낮아야 좋기 때문에 저수준의 assembler comes in