[CS] 운영체제 프로세스

1. 프로세스 (Process)

프로세스는 컴퓨터에서 실행되고 있는 프로그램을 말한다

CPU 스케줄링의 대상이 되는 작업 (task)라는 용어와 거의 같은 의미이다

 

스레드는 프로세스 내 작업의 흐름을 지칭한다

 

프로그램이 메모리에 올라가면 프로세스가 되는 인스턴스화가 일어나고

이후 운영체제의 CPU 스케줄러에 따라 CPU가 프로세스를 실행한다

 

2. 프로세스와 컴파일 과정

프로세스는 프로그램으로부터 인스턴스화된 것을 말한다

 

예를들어 프로그램은 구글 크롬 프로그램 (chrome.exe) 같은 실행파일 이고

이를 두번 클릭하면 구글 크롬 프로세스가 시작되는 것이다

 

프로그램은 컴파일러가 컴파일 과정을 거쳐 컴퓨터가 이해할 수 있는

기계어로 번연되어 실행될 수 있는 파일이 되는것을 의미한다

 

 

전처리

소스 코드의 주석을 제거하고 #include 등 헤더파일을 병합하여 매크로를 치환한다

 

컴파일러

오류 처리, 코드 최적화 작업을 하며 어셈블리어로 변환한다

 

어셈블러

어셈블리어는 목적 코드(object code)로 변환된다

이때 확장자는 운영체제마다 다른데 리눅스에서는 .o이다

 

예를들어 펭귄.c 라는 파일을 만들었을때

펭귄.o 라는 파일이 만들어지게 된다

 

링커

프로그램 내에 있는 라이브러리 함수 또는 다른 파일들과

목적 코드를 결합하여 실행파일을 만든다

 

실행 파일의 확장자는 .exe 또는 .out이라는 확장자를 갖는다

 

정적 라이브러리 동적 라이브러리

라이브러리는 정적 라이브러리와 동적 라이브러리로 나뉜다

 

정적 라이브러리는

프로그램 빌드 시 라이브러리가 제공하는 모든 코드를 실행파일에 넣는 방식이다

시스템 환경 등 외부 의존도가 낮고 코드 중복 등 메모리 효휼성이 떨어지는 단점이 있다

 

동적 라이브러리는

프로그램 실행 시 필요할 때만 DLL 이라는 함수 정보를 통해 참조하는 방식이다

메모리 효율성에서의 장점과 외부 의존도가 높아 진다는 단점이 있다

 

3. 프로세스의 상태

프로세스의 상태는 여러 가지 상태 값을 갖는다

 

준비 -> 실행 : Dispatch

실행 -> 준비 : Time run out

대기 -> 준비 : Wake up

실행 -> 대기 : Block

 

생성상태 (New)

생성 상태는 프로세스가 생성된 상태를 의미하며

fork() 또는 exec() 함수를 통해 생성한다

이때 PCB가 할당된다

 

fork()

fork()는 부모 프로세스의 주소 공간을 그대로 복사하며

새로운 자식 프로세스를 생성하는 함수이다

 

주소 공간만 복사할 뿐이지 부모 프로세스의 비동기 작업 등을 상속하지 않는다

 

exec()

exec()는 새롭게 프로세스를 생성하는 함수이다

 

준비 상태 (Ready)

대기 상태는 메모리 공간이 충분하면 메모리를 할당받고

아니면 아닌 상태로 대기하고 있으며 CPU 스케줄러로 부터

CPU 소유권이 넘어오기를 기다리는 상태이다

 

준비 중단 상태 (Ready Suspended)

대기 중단 상태는 메모리 부족으로 일시 중단된 상태이다

 

실행 상태 (Running)

실행 상태는 CPU 소유권과 메모리를 할당받고 인스트럭션을 수행중인 상태이다

이를 CPU burst가 일어났다고도 표현한다

 

대기 상태 (Blocked)

중단 상태는 어떤 이벤트가 발생한 이후 기다리며 프로세스가 차단된 상태이다

I/O 디바이스에 의한 인터럽트로 이런 현상이 많이 발생한다

예를들어 프린트 인쇄 버튼을 눌렀을때 프로세스가 잠깐 멈춘 듯할 때

그때가 바로 이 상태이다

 

일시 대기 상태 (Blocked Suspended)

일시 중단 상태는 대기 중단과 유사하다

중단된 상태에서 프로세스가 실행되려고 했지만 메모리 부족으로 일시 중단된 상태이다

 

종료 상태 (Terminated)

메모리와 CPU 소유권을 모두 놓고 가는 상태를 말한다

종료는 자연스럽게 종료되는 것도 있지만 부모 프로세스가 자식 프로세스를

강제시키는 비자발적 종료 (Abort)로 종료되는 것도 있다

 

자식 프로세스에 할당된 자원의 한계치를 넘어서거나

부모 프로세스가 종료되거나 사용자가 process.kill 등

여러 명령어로 프로세스를 종료할 때 발생한다