[운영체제] 프로세스의 기본 개념 알아보기

 

 

 

프로세스란?

 

프로세스란 실행 중인 프로그램이다. xxx.exe는 프로그램이지만, 프로세스는 아니다. 이 프로그램을 더블클릭하여 실행시켜야만 프로세스라고 하는 것이다.

 

 

조금 더 정확하게 말하자면,

일련의 명령어의 실행, 혹은 상태로 특정지 어지는 실행의 단위이다.

 

 

그러면 누가 프로세스를 만들까? 결국 두 가지 중 하나가 만들게 되는데, 첫 번째는 인간이다. 인간이 GUI 혹은 Command Line을 통하여 프로그램을 시킨다. 두 번째는 프로세스에 의해서다. 이때의 경우 OS process 혹은 User Process가 프로세스를 만들게 된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

프로세스의 구성 요소?

 

• 실행할 수 있는 프로그램(code, text)
• 프로그램에 사용되는 데이터
• 기타 실행을 위한 운영체제의 자원(Execution Context)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

프로세스의 상태

 

 

 

Main Memory에서 0~5000까지는 OS 기능을 모아놓은 커널이고, 그 안에 _Dispatcher_라는 함수가 있다. _Dispatcher_는 하나의 프로세스에서 다른 프로세스로 프로세서를 변경(Switch)하는 역할을 한다.

 

 

 

프로세스 A는 5000~5012까지이고, 프로세스 B는 8000~8005, 프로세스 C는 12000 ~ 12011까지라고 해보자. 이러한 상황에서 차례대로 코드가 실행될 것이다.

 

 

그리고 이전에 배운 time share system에 따라서 각 프로세스들은 일정한 time slice에 따라 번갈아 가면서 프로세스를 진행한다. 여기서 중요한 것은 Time out이 됨에 따라 하늘색의 추가적인 코드가 더해짐을 알 수 있다.

 

 

이 코드들은 100번대에 해당되는 코드들로, OS 기능을 수행하는 함수이다. 그리고 이전 그림을 자세히 보았다면 이것이 무엇인지 눈치챌 수 있을 것이다. 이는 _Dispatcher_함수이다. 즉, 프로세스 간의 Switch를 위해서 삽입된 것이다.

 

 

그렇다면, 프로세스 A에서 프로세스 B로의 Switch가 일어났다. 하지만 프로세스 B는 사용자의 입력을 받는 I/O Reqeust가 일어난 상황이다. 이에 따라 프로세서는 아무런 일을 할 수 없으므로, 프로세스를 Switch 해야 한다. 따라서 프로세스 C로 Switch 한다.

 

 

이러한 흐름대로 코드가 진행된다면 프로세스 A, B, C, A, C... 순으로 진행됨을 알 수 있다. 중요한 것은 프로세서는 실행할 수 있는 프로세스한테 간다는 것이다.

 

 

또한 OS 기능을 수행하는 함수가 백그라운드에서 돌아가는 것이 아니라 일반 프로세스들과 함께 순차적으로 실행된다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Two-State Process Model

 

 

 

_State trasition diagram_은 앞서 말한 프로세스의 흐름을 알아보기 쉽게 도식화한 것이다. 각 프로세스들은 각자 _State trasition diagram_을 지니고 있으며, _Dispatch_함수를 통해 _Running_상태가 되거나 _Pause_에 의하여 _Not Running_되는 상태를 가진다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

프로세스를 만드는 경우

 

 

프로세스를 만드는 경우는 여러 가지가 있겠지만, 다음 세 가지를 주요 이유로 삼는다.

 

• User Command에 의해 만들어져 사용되기 위함
  • foreground mode와 background mode로 프로그램을 실행한다.
  • 이때 background mode(batch)에서는 OS는 프로그램의 실행을 조금 늦춘다.
• OS에 의해 실행되는 서비스를 사용하기 위함
  • 프로그램 부팅 시에 OS가 특정 작업을 위임하여 실행시키기 위함이다.
  • 이를 데몬 프로세스라고도 한다.
• 이미 존재하는 프로세스의 자식 프로세스를 만들기 위함
  • 프로세스의 작업이 복잡한 경우 하위 자식 프로세스를 만들어 분담하여 사용할 수 있다.

 

중요한 것은 모두 OS에 의해 생성되는 프로세스라는 점이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

프로세스를 종료시키는 경우

 

 

• 일반적인 종료(Normal completion)
  • 정상적으로 _exit_함수가 실행되어 종료된다.
• 규칙 위반(Protection Error)
  • 허용되지 않은 메모리에 접근하려 하는 경우, 종료된다.
• 부모의 요청(Parent Request)
  • 부모가 자식 프로세스를 종료시키는 경우이다.
• 비정상적인 에러
  • Divide by Zero, I/O 실패, 정해지지 않은 명령어 실행 등

 

 

여기서 정상적인 종료는 일반적인 종료, 부모의 요청에 의한 종료이며 나머지 두 개는 비 정상적인 종료이다.