[운영체제] 프로세스 상태

1. 프로세스 vs 프로그램

프로그램 : 특정 작업을 수행하기 위한 코드들의 모음 

프로세스 : 프로그램이 커널에 등록된 상태를 프로세스라고 한다.

• 성능 향상을 위해 커널이 프로세스를 관리한다.  

JOB : 프로그램 + 데이터 

 

2. 프로세스란? 

1. 커널에 등록된 커널의 관리하에 있는 프로그램 
2. 각종 자원을 요청하고 할당받을 수 있는 동적 개체 
3. PCB를 할당 받은 개체 

 

2.1. PCB란? 

1. 커널내에 존재하며, 프로세스의 정보를 가지고 있다. 
2. PCB에는 다음과 같은 필드가 존재한다.

• 스케줄링 정보
• 프로세스 상태
• 메모리 관리 정보
• 입출력 상태 정보
• 문맥 저장 영역
• 계정 정보(다중 시스템인 경우를 위한 정보) 

 

3. 프로세스 상태

3.1. Created State (-> ready or suspended ready) 

프로그램을 커널에 등록한 상태, PCB를 할당하고 프로세스를 생성한 상태이다.  이 상태에서 커널은 가용 메모리의 공간을 체크하여 어떤 상태로 전이될지 결정하는 역할을 담당한다. 

if(memory 충분) {
	ready state로 전이
}
else {
	suspended ready로 전이
}

3.2. Ready State (-> running)

프로세서 외에 모든 자원을 할당 받은 상태, 프로세서만 할당 되면 바로 실행 가능한 상태이다.  프로세서가 할당되어 실행이 된다면 running 상태로 전이된다.

while(!메모리 할당) {
	ready	
}

running

3.3. Running State (-> ready or asleep)

프로세서와 모든 자원을 할당 받은 상태이다. 만약 프로세서 스케줄링에 의하여 다른 프로세스에게 프로세서를 뺏기게 된다면 ready 상태로 전이되며, I/O와 같은 작업이 이루어지는 경우에는 asleep 상태로 전이되어 프로세스는 잠에 빠지게 된다. 

while(!작업 종료) {
	running;
    if(I/O 발생) {
    	asleep;
    }
    
    if(프로세서 할당 취소) {
    	ready;
    }
}

3.4. Blocked/Asleep State (-> ready)

프로세서 외에 다른 데이터를 기다리는 상태, I/O가 발생한 경우 해당 상태로 전이된다. 만약에 대기가 종료된 후에 바로 실행되는 것이 아닌 Ready 상태로 전이된다.

3.5. Suspended State 

메모리를 할당 받지 못한(혹은 빼앗긴) 상태를 말한다. 메모리 부족으로 인하여 메모리를 빼앗기는 상황이 오게 되면 메모리의 상태도 사라지게 된다. 만약 메모리의 상태가 사라지게 된다면 잠시 대기 중인 프로세스는 처음부터 실행하거나 혹은 아예 실행하지 않는 문제가 발생한다. 이를 방지하고자 기록하고 있는 Memory Image를 Swap Device에 저장하게 되는데 이를 Swap-out이라고 한다. 반대로 Memory Image를 메모리에 적용시키는 과정을 Swap-in이라고 한다.

3.6. Terminated/Zombie State 

프로세스 수행이 끝난 상태, 자원을 반납하고 커널내에 일부 PCB 정보만 보관한다.

왜 완전히 삭제하지 않고 일부 정보를 보관할까? 

• 만약 유사한 작업이 발생할 때 관리하기에 유리하도록 정보를 기록하는 과정이 존재한다.

 

Reference

https://sites.google.com/view/hpclab/courses/operating-system

HPC Lab., KOREATECH - Operating System