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프로세스

• 프로세스 는 OS가 메모리 등의 자원을 할당해준 실행중인 프로그램을 가리킨다.
• PCB(process control block) 를 지닌 프로그램이다.
• CPU에 할당되어 순차적으로 수행될 수 있는 능동적 개체(entity)
• 각각의 프로세스는 서로 메모리 공간을 독자적으로 갖기 때문에 서로 메모리 공간을 공유하지 못한다.
• 따라서, 공유하기 위해서는 IPC(InterProcess Communication)과 같은 방식이 필요 하다.

프로세스 구조

• 프로그램 코드 + 일련의 데이터 집합 + 프로세스 제어 블록(PCB)

프로세스 제어 블록(Process Control Block, PCB)

• PCB 는 특정 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장 하고 있는 운영체제의 자료구조이다.
• 운영체제는 프로세스를 관리하기 위해 프로세스의 생성과 동시에 고유한 PCB 를 생성 한다.
• 프로세스는 CPU 를 할당받아 작업을 처리하다가도 프로세스 전환이 발생하면 진행하던 작업을 저장하고 CPU 를 반환해야 하는데, 이때 작업의 진행 상황을 모두 PCB 에 저장하게 된다. 그리고 다시 CPU 를 할당받게 되면 PCB 에 저장되어있던 내용을 불러와 이전에 종료됐던 시점부터 다시 작업을 수행한다.

PCB 에 저장되는 정보

• 프로세스 식별자(Process ID, PID) : 프로세스 식별번호
• 프로세스 상태 : new, ready, running, waiting, terminated 등의 상태를 저장
• 프로그램 카운터 : 프로세스가 다음에 실행할 명령어의 주소
• CPU 레지스터
• CPU 스케쥴링 정보 : 프로세스의 우선순위, 스케줄 큐에 대한 포인터 등
• 메모리 관리 정보 : 페이지 테이블 또는 세그먼트 테이블 등과 같은 정보를 포함
• 입출력 상태 정보 : 프로세스에 할당된 입출력 장치들과 열린 파일 목록
• 어카운팅 정보 : 사용된 CPU 시간, 시간제한, 계정번호 등

쓰레드

쓰레드는 프로세스 내에서 프로세스의 자원을 가지고 실제로 일하는 “일꾼”과 같으며 각 쓰레드는 독자적인 Stack 메모리를 갖고 그 외의 자원(메모리)는 프로세스 내에서 공유하게 된다.

스택을 스레드마다 독립적으로 할당하는 이유

스택은 함수 호출 시 전달되는 인자, 되돌아갈 주소값 및 함수 내에서 선언하는 변수 등을 저장하기 위해 사용되는 메모리 공간이므로 스택 메모리 공간이 독립적이라는 것은 독립적인 함수 호출이 가능하다는 것이고 이는 독립적인 실행 흐름이 추가되는 것이다. 따라서 스레드의 정의에 따라 독립적인 실행 흐름을 추가하기 위한 최소 조건으로 독립된 스택을 할당한다.

PC Register 를 스레드마다 독립적으로 할당하는 이유

PC 값은 스레드가 명령어의 어디까지 수행하였는지를 나타나게 된다. 스레드는 CPU 를 할당받았다가 스케줄러에 의해 다시 선점당한다. 그렇기 때문에 명령어가 연속적으로 수행되지 못하고 어느 부분까지 수행했는지 기억할 필요가 있다. 따라서 PC 레지스터를 독립적으로 할당한다.

Question

프로세스와 스레드에 대해서 설명해주세요

프로세스는 실행중인 프로그램을 말합니다. 프로세스는 os가 자원할당을 해주는 자원할당의 단위 입니다. 쓰레드는 프로세스의 자원을 사용하는 실행의 단위로 한 프로세스 내의 여러 쓰레드가 있을 수 있습니다. 프로세스보다 쓰레드가 생성/종료 시간이 빠르고. 쓰레드는 프로세스의 내부 자원을 공유한다는 이점이 있어서 하나의 프로세스가 하는 일을 여러 쓰레드로 나눠서 처리하면 효율적입니다 이를 멀티 쓰레딩이라고 합니다.

-> 프로세스 쓰레드 차이점하면 컨텍스스위칭으로 연계해서 컨텍스스위칭 물어보게 유도하는게 좋다.

프로세스간에는 서로 공유하는 자원이 없을까요? 있다면 그게 무엇일까요?

커널영역의 자원을 공유할 수 있습니다