운영체제_02_프로세스

프로세스 개념

프로세스는 컴퓨터 시스템의 작업단위로 태스크(Task)라고도 부른다.
운영체제는 프로그램을 메모리의 적당한 위치로 가져오는데, 이때 프로세스 제어 블록(Process Control Block, PCB)을 가져온다.
어떤 프로그램이 프로세스가 되었다는 것은 운영체제로부터 PCB를 받았다는 의미이다.
프로세스 제어 블록 있는 다양한 정보 중 대표적 세가지가 있다.
- 프로세스 구분자(Process Identification, PID) : 메모리에는 여러개의 프로세스가 존재하므로 각 프로세스를 구분하는 구분자
- 메모리 관련 정보 : CPU는 실행하려는 프로세스가 메모리의 어디에 저장되어 있는지를 알아야 작업 가능하다. 그래서 메모리의 위치정보가 담겨져 있고, 메모리 보호를 위한 경계 레지스터와 한계 레지스터도 포함되어 있다.
- 각종 중간값 : 시분할 시스템에서는 여러 프로세스가 번갈아가며 실행되기 때문에 각 프로세스는 일정 시간 작업을 한 후 다른 프로세스에 CPU를 넘겨준다. 이때, PCB에는 다음에 작업해야 할 코드의 위치가 담긴 레지스터인 프로그램 카운터가 저장된다.
정리하자면 프로그램이 프로세스가 된다는 것은 운영체제로부터 프로세스 제어 블록을 얻는다는 뜻이고, 프로세스가 종료된다는 것은 해당 프로세스 제어 블록이 폐기된다는 뜻이다.

문맥 교환은 CPU를 차지하던 프로세스가 나가고 새로운 프로세스를 받아들이는 작업을 말한다. 이때 두 프로세스 제어 블록의 내용이 변경된다. 실행 상태에서 나가는 PCB에는 지금까지의 작업 내용을 저장하고, 실행 상태로 들어오는 PCB의 내용으로 CPU가 다시 세팅된다.
다시 말해, 두 프로세서의 PCB를 교환하는 작업이 문맥 교환이다.
문맥 교환이 일어나는 경우
- 일반적으로 한 프로세스가 자신에게 주어진 시간을 다 사용하면 발생
- 인터럽트가 걸렸을 때 발생

프로세스는 코드 영역, 데이터 영역, 스택 영역으로 구성된다.
예를 들어, 워드프로세서 프로그램을 실행하면 이 프로그램은 코드 영역에 탑재되고, 워드프로세서로 편집 중인 문서는 데이터 영역에 탑재된다. 운영체제가 워드프로세서를 작동하기 위해 사용하는 각종 부가 데이터는 스택 영역에서 관리한다.
코드 영역
- 프로그램의 본문이 기술된 곳(텍스트 영역)
- 프로그래머가 작성한 프로그램은 코드영역에 탑재되며 탑재된 코드는 읽기 전용으로 처리
데이터 영역
- 코드가 실행되면서 사용하는 변수나 파일 등의 각종 데이터를 모아 놓은 곳
- 읽기와 쓰기가 가능
스택 영역
- 운영체제가 프로세스를 실행하기 위해 부수적으로 필요한 데이터를 모아놓은 곳