context switching의 과정 (문맥 교환)

context switching 컨텍스트 스위칭

인터럽트나 시스템 호출 등으로 실행 중인 프로세스의 제어를 다른 프로세스에 넘겨 실행 상태가 되도록 하는 것을 프로세스 컨텍스트 스위칭 (문맥 교환)이라고 한다. 

컨텍스트 스위칭이 일어나면 프로세서의 레지스터에 있던 내용을 나중에 사용할 수 있도록 저장한다.

 

"준비 -> 실행" 상태, "실행 -> 준비" 상태, "실행 -> 대기" 상태로 바뀔 때 발생한다.

이전 프로세스의 상태 레지스터 내용을 보관하고, 다른 프로세스의 상태 레지스터를 적재하여 프로세스를 교환한다.

 

 

컨텍스트 스위칭의 단점

프로세스 P1이 "실행 -> 유휴 (준비 or 대기상태를 말함)" 상태가 될 때 P1이 바로 실행되지 않고, 유휴 상태를 좀 더 유지하다가 실행 상태가 된다.

왜냐하면 P1 상태를 PCB1에 저장하고, PCB2에서 P2 상태를 적재해와야 하기 때문이다.

 

이를 dispatcher latency라고 한다.

(dispatcher : context switch를 하는 모듈, 프로세스에게 cpu를 할당해주는 모듈)

 

컨텍스트 스위칭이 너무 잦으면 오버헤드가 발생하여(비용이 높아) 성능이 떨어진다. 

 

 

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프로세스

• 운영체제 위에서 "실행 중"인 프로그램이다.
• "실행 중" = 디스크에 있던 프로그램을 메모리에 적재하여 운영체제의 제어를 받는 상태가 된 것을 의미한다.
• 메모리 구조를 이루고, 프로그램 카운터나 레지스터처럼 현재 어떤 자원을 사용하는지 정보가 들어 있는 동적개체이다.

 

프로세스의 생성

운영체제나 응용 프로그램에서 요청을 받아 프로세스를 생성하면, 운영체제는 해당 프로세스에서 프로세스 제어 블록을 만들어 주소 공간을 할당한다.

 

 

PCB (Process Control Block)

• PCB는 프로세스를 관리하려고 유지하는 데이터 블록 또는 레코드의 데이터 구조이다.
• 어떤 프로세스를 어디까지 작업했는지 알 수 있어야 한다.
• 따라서 프로세스 생성 시, 프로세스에 대한 정보를 담고 있는 PCB 블럭이 함께 생성된다.
• PCB는 프로세스를 제어하기 위한 정보 모음집이다.

 

 

프로세스 상태 변화

 

 

출처

Crocus, https://www.crocus.co.kr/1364

DR Kim, https://dar0m.tistory.com/m/197?category=976685