[쉽게 배우는 운영체제](요약)[Part-2][Ch-3] 프로세스와 스레드

이 글은 "쉽게 배우는 운영체제 (조성호 지음)"을 읽고 주관적으로 작성된 글입니다.

출처 : https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B5471691739

※ 요약

1. 프로그램과 프로세스
   • 프로그램
     - 저장장치에 저장되어 있는 정적인 상태
   • 프로세스
     - 실행을 위해 메모리에 올라온 동적인 상태
2. 프로세스의 상태
   • 생성 상태
     • 프로그램을 메모리에 가져온 실행 준비 상태
   • 준비 상태
     • 프로세스가 실행을 기다리는 상태
     • CPU 스케줄러가 프로세스 선택
   • 실행 상태
     • 프로세스가 타임 슬라이스를 얻어 CPU를 사용하는 상태
     • 프로세스 사이의 문맥 교환이 일어남
   • 대기 상태
     • 실행 상태의 프로세스에서 입출력이 일어나 완료될 때까지 기다리는 상태
     • 입출력 완료시 준비 상태로 변경
   • 완료 상태
     • 프로세스가 종료된 상태
     • 사용 데이터 정리
     • 정상 종료인 exit와 비정상 정료인 abort를 포함
3. 프로세스 제어 블록
   • 프로세스 실행에 필요한 중요 정보의 자료구조
   • 모든 프로세스가 고유하게 가짐
   • 프로세스 생성시 만들어지고, 종료시 폐기됨
4. 문맥교환
   • CPU를 차지하던 프로세스가 나가고, 새로운 프로세스를 받아들이는 작업
   • 프로세스 제어 블록 내용이 변경됨
   • 주어진 시간을 모두 소모(스케줄링) 또는 인터럽트에 의해 발생
5. 프로세스의 복사와 전환
   • fork() 시스템 호출
     - 실행중인 프로세스로부터 새로운 프로세스를 복사하는 함수
   • exec() 시스템 호출
     - 기존의 프로세스를 새로운 프로세스로 전환하는 함수
6. 프로세스 계층 구조
   • 부모 프로세스를 복사하여 자식 프로세스를 만들고 계층을 이루는 구조
   • 자식은 부모의 자원을 상속받고, 자식 프로세스가 종료되면 자원이 회수됨
7. 스레드
   • CPU 스케줄러가 CPU에 전달하는 일 하나
   • 하나의 프로세스에 여러 개의 스레드가 존재할 수 있음
8. 스레드 관련 용어
   • 멀티스레드
     - 프로세스 내에 작업을 여러 스레드로 분할
   • 멀티태스킹
     - 운영체제가 CPU에 작업을 줄 때 시간을 잘게 나누어 배분하는 기법
   • 멀티프로세싱
     - 여러 개의 CPU로 여러 스레드를 동시에 처리하는 환경
   • CPU 멀티스레드
     - 한 번에 하나씩 처리해야 하는 스레드를 파이프라인 기법으로 동시에 여러 스레드를 처리하는 병렬 기법
9. 멀티스레드의 장점
   • 응답성 향상
     - 한 스레드의 입출력으로 인해 진행이 멈춰도 다른 스레드가 작업하여 사용자의 요구에 빠른 응답이 가능
   • 자원 공유 및 효율성 향상
     - 한 프로세스 내에서 독립적인 스레드들이 프로세스의 자원을 공유하여 불필요한 자원 중복을 막음
   • 다중 CPU 지원
     - 병렬성이 증가 : CPU가 2개 이상이면, 한 프로세스의 여러 스레드가 동시에 처리될 수 있음
10. 멀티스레드 모델
    • 멀티스레딩을 어느 레벨에서 구현했는지에 따라 나뉘는 모델
    • 사용자 레벨 스레드
      - 라이브러리를 통해서 생성하는 스레드
      - 커널 입장에서는 하나의 프로세스이기 때문에 1:N 구조
      - (단점) I/O에 의한 blocking에 모든 스레드가 정지
    • 커널 레벨 스레드
      - 커널이 멀티스레드를 지원
      - 각 사용자 스레드마다 하나의 커널 스레드가 연결되는 1:1 구조
      - (단점) 문맥 교환에 오버헤드가 크다
    • 멀티 레벨 스레드
      - 사용자 스레드보다 커널 스레드의 개수가 적은 M:N 구조

 

1. 프로세스의 개요

1) 프로세스의 개념

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2) 요리사 모형의 비유

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3) 프로그램에서 프로세스로의 전환

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4) 프로세스의 상태

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2. 프로세스 제어 블록과 문맥 교환

1) 프로세스 제어 블록

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2) 문맥 교환

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3. 프로세스의 연산

1) 프로세스의 구조

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2) 프로세스의 생성과 복사

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3) 프로세스의 전환

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4) 프로세스의 계층 구조

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4. 스레드

1) 스레드의 개념

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2) 멀티스레드의 구조와 예

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3) 멀티스레드의 장단점

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4) 멀티스레드 모델

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5. [심화학습] 동적 할당 영역과 시스템 호출

1) 프로세스의 동적 할당 영역

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2) exit()와 wait() 시스템 호출

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※ 주요 요약