운영체제론 CHAPTER3. 프로세스 관리

운영체제론CHAPTER3. 프로세스 관리 천주희 wngml1205@kunsan.ac.kr 군산대학교 정보통계학과 정보과학기술 연구실 2012.01.05

목차 • 프로세스 • 프로세스 개념 • 프로세스 형태 • 프로세스 상태 • 프로세스 제어블록 • 프로세스간의 관계 • 프로세스 연산 • 스레드 • 스레드 개념 • 스레드형 프로세스 • 스레드 분류 • 다중 스레딩을 위한 소프트웨어모델 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (1/10) • 개념 • PCB를 가진 프로그램 • 주 기억장치에 저장된 프로그램 • 프로세서(CPU)가 할당되는 실체 • 비동기적 행위를 일으키는 주체 • 운영체제가 관리하는 실행 단위 • 현재 실행중인 프로그램 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (2/10) • 형태 • 순차 프로세스 • 현재 실행 중인 하나의 프로그램 • 병행 프로세스 • 하나의 프로세서와 하나의 프로세스 행위만 존재 • 병렬 프로세스 • 두 개의 프로세서와 두 가지 프로세스 행위가 동시 존재 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (3/10) • 상태 개념 • Dispatch : 프로세스들 중에서 우선순위가 높은 프로세스를 선정하여 CPU 할당 (시간 지정) • Time Out : CPU의 지정된 할당 시간을 모두 사용한 프로세스는 준비 상태로 되돌아감 • Blocked: 실행중인 프로세스가 입출력 명령을 만나면 인터럽트가 발생하여 입출력 전용 프로세서에게 CPU를 양도하고 대기 상태로 전환 • Wake up : 입출력 종료 신호가 들어오면 대기중인 프로세스는 준비 상태로 전환 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (4/10) • 상태 전환 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (5/10) • 프로세스 제어 블록 (Process Control Block) • 운영체제가 프로세스에 대한 중요한 정보를 저장해 놓는 곳 • 프로세스가 생성될 때마다 고유의 PCB 생성되고, 프로세스가 종료되면 PCB 제거 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (6/10) • 프로세스간의 관계 • 독립적인 프로세스 • 어떤 프로세스가 시스템에서 실행 중인 다른 프로세스에 영향 X • 특징 • 프로세스의 상태는 다른 프로세스에 의해 공유 X • 프로세스의 실행은 결정적 (프로세스 실행 결과는 입력 상태에 의존) • 프로세스의 실행은 복제 가능 (실행 결과는 동일한 입력에 대해 동일한 결과를 얻음) • 프로세스의 실행은 나쁜 영향을 받지 않으면 중단되고 재시작 될 수도 있음 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (7/10) • 프로세스간의 관계 • 유기적인 프로세스 • 어떤 프로세스가 시스템에서 실행 중인 프로세스에 영향을 주고 받을 때 • 특징 • 프로세스의 상태는 다른 프로세스들과 공유됨 • 프로세스의 실행은 비결정적 (프로세스의 실행 결과는 다른 프로세스와 상태적인 실행 순서에 의해 좌우되기 때문에 미리 예측 X) • 프로세스의 실행은 복제 불가능 (실행 결과는 동일한 입력에 대해 항상 동일한 출력을 얻는 것 X) IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (8/10) • 프로세스 연산 • 프로세스 생성 • 프로세스 이름 결정 • 시스템 내에 존재하고 있는 준비 리스트에 생성된 프로세스 삽입 • 생성된 프로세스에 초기 우선순위 부여 • 생성된 프로세스에 대한 PCB 생성 • 프로세스 상태 전환이 일어나 경우, 트래픽 제어기에 의한 PCB 내용 변경 • PCB들은 상호 연결되어 있는 경우가 많아 같은 상태 프로세스들이 존재하는 준비 및 대기 리스트로서 큐,트리,스택 등을 사용 • 생성된 프로세스에 초기 자원 할당 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (9/10) • 프로세스 연산 • 프로세스 종료 • 프로세스 제거 및 PCB 제거 • 부모 프로세스가 자식 프로세스를 종료시키는 이유 • 자식이 할당된 자원을 초과하여 사용할 때 • 자식에게 할당된 TASK가 더 이상 필요 없을 때 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

프로세스 (10/10) • 프로세스 연산 • 프로세스 중단과 재시작 • 시스템 기능에 이상 o • 현재 실행중인 프로세스 중단 → 시스템 기능이 정상으로 회복되면 재시작 • 프로세스 한 부분이 의심스러운 경우 • 실행중인 프로세스를 중단시켜 두었다 내용을 확인한 후 재시작or 정지 결정 • 단기간 동안에 시스템에 많은 부하가 걸릴 경우 • 몇 개의 프로세스를 잠시 중단시키고 시스템이 다시 정상 상태로 돌아오면 재시작 • 시스템의 부하를 줄이기 위해 입출력이나 기타 사건이 종료되어서 프로세스가 준비 상태로 전환될 때까지 기다리지 않고 즉시 중단 • 프로세스 우선순위 변경 • CPU 스케쥴링 과정에서 필요에 따라 PCB 내의 우선순위를 변경하는 것 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

스레드(1/4) →경량 프로세스 : 프로세스 내에 하나 이상의 스레드를 포함 →중량 프로세스 : 프로세스 내에 하나의 스레드만 존재 • 개념 • 컴퓨터 프로그램 수행 시 프로세스 내부에 존재하는 수행 경로 • 프로세스는 단순한 껍데기일 뿐, 실제 작업은 스레드가 담당 • 프로세스 생성 시 하나의 주 스레드가 생성되어 대부분의 작업을 처리하고 주 스레드가 종료되면 프로세스도 종료 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

스레드(2/4) • 스레드형 프로세스 • 단일 스레드형 프로세스 • 하나의 스레드가힙영억, 정적 영역, 코드 영역을 공유하여 각 레지스터와 스택도 공유 • 다중 스레드형 프로세스 • 각 스레드가힙 영역, 정적 영역, 코드 영역을 공유하지만 레지스터와 스택은 자기 고유의 것 사용 • 다중 스레딩: 다수의 스레드를 이용하여 하나의 프로그램을 동시에 처리하는 것 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

스레드(3/4) • 분류 • 커널스레드 • 스레드는커널 모드에서만 동작하며 디스크를 읽거나 쓰는 것과 같은 동작을 함 • 커널 지원형 사용자 스레드 • 목적 : 사용자에게 스레드를 지원해 줌 • 커널스레드와커널 지원형 사용자 스레드 차이 : 스레드가 사용자의 요구에 따라 생성 • 가상 프로세서상의 사용자 모드 스레드 • 프로세스나 커널스레드가 가상 프로세서와 같이 작동하며 실행 가능한 사용자 스레드를 수행 • 단일 프로세스용 사용자 모드 스레드 • 단일 프로세스 내에서 어느 특정한 커널 지원 없이도 다중 스레드 환경을 모방해 주는 라이브러리 계층을 가지고 있음 • 프로그래밍 언어 지원용 스레드 • 몇몇 시스템들은 다중 스레딩을 위한 프로그래밍 언어 인터페이스를 제공 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

스레드(4/4) 수행할 작업 배분 슬래브스레드가 다른 작업을 받 을 준비가되어 있는지 여부 검사 마스터 스레드 슬래브스레드 작업 수행 작업종료 통보 및 새로운 작업 요청 -각 단계는 인과관계로 연결 -처리 작업은 이전 단계에 기반을 두고 다음 단계의 작업에 필요한 조건이 됨 • 다중 스레딩을 위한 소프트웨어 모델 • 마스터/슬래브 모델 • 작업 팀 모델 • 여러 개의 스레드가 하나의 작업을 공동으로 수행하는 형태 • 파이프라인 모델 • 하나의 작업을 여러 개의 수행 단계로 분리하여 스레드들이 각 단계를 담당하게 함 • 혼합형 모델 • 단일 프로그램 내에서 수행될 작업의 특성에 따라 여러 가지의 모델을 혼합하여 사용 가능 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

감사합니다.천주희wngml1205@kunsan.ac.kr IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

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