Processes

Processes

 

Process는 program이 메모리에 올라가 CPU가 접근 할 수 있는 상태를 의미한다.

Program이라고 하면 안되고 Processor이라고도 하면 안된다. (Processor는 CPU이다.)

 

Process는 두 가지 추상적인 개념을 program에 부여한다.

 

1. Logical control flow
   • 각각의 프로그램이 CPU를 독점적으로 사용는 것으로 착각한다.
   • OS가 context switch를 해주기 때문에 가능하다.
2. Private address space
   • 각각의 프로그램이 메인 메모리를 독점적으로 사용하는 것으로 착각한다.
   • OS가 virtual memory를 제공해주기 때문에 가능하다.

Logical control flow와 Private address space 때문에 CPU가 Multiprocessing이 가능한 것 처럼 보이게 된다.

하지만 실제 process가 사용하고 있는 memory는 virtual memory로 실제로는 memory하나에 따로 따로 mapping되어있다.(빨간선)

CPU도 한 process가 독점하는 것이 아니라 실제로는 정해진 시간만 해당 process를 실행하고 context switch를 통해 다음 process로 이동한다. (파란선)

 

짧게 말해 CPU는 process를 시간으로 분류하고 memory는 process를 공간으로 분할한다.

 

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Concurrent Processes

 

우리가 만약 두 process가 concurrent하거나 sequential하다고 하면 어떻게 생각할까?

 

아마도 위 처럼 A,B,C는 concurrent하고 B,C는 sequential하다고 생각할 것이다.

하지만 Multiprocessing은 불가능하기 때문에 실제 concurrent와 sequential은 다음과 같다.

 

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Context Switching

 

Context Switching은 kernel 영역에서 Process를 바꿔주는 것이다.

위 그림은 잘 와닿지 않는다. 좀 다른 그림으로 Context Switching을 표현해보자.

 

Private address space 때문에 각각의 Process들은 메인 메모리를 혼자 사용하고 있다고 생각하지만 실제로는 위 처럼 User영역은 각자 할당되어있고 Kernel 영역은 공유하고 있다.

 

P1이 실행되다가 context switch를 해야한다면 현재 정보들을 register에 save하고 (위 그림에서는 주소라고 표현하였지만 실제로는 훨씬 많은 값들이 저장된다) 다음 실행해야 할 process의 정보를 register에서 load한다.

 

Context switch가 끝났으면 P2를 실행하면 된다.