📌 CPU 스케줄러(Scheduler)

fork: 프로세스를 덮어씌움

Execlp: 하나의 프로세스를 다른 프로세스로 덮어 씌우는 역할을 함

Wait: 프로세스 A가 wait() 시스템 콜을 호출하면 커널은 child가 종료될 때까지 프로세스 A를 sleep 시킨다. (block 상태), child process가 종료되면 커널은 프로세스 A를 깨운다. (Ready 상태)

exit: 프로세스를 종료시키는 시스템 콜

• 자발적 종료
  • 마지막 statement 수행 후 exit()를 수행
  • 프로그램에 명시적으로 넣어주지 않아도 함수가 return되는 프로세스에 컴파일러가 넣어줌
• 비자발적 종료
  • 부모 프로세스가 자식 프로세스를 강제로 종료시킴
    • 자식 프로세스가 한계치를 넘어서는 자원을 요청하거나
    • 자식 프로세스에 할당된 테스크가 더이상 필요가 없을 때
  • 키보드로 kill, break 등을 친 경우
  • 부모가 종료하는 경우
    • 부모 프로세스가 종료하기 전에 자식 프로세스가 먼저 종료됨.

프로세스간 협력

• 독립적 프로세스: 프로세스는 각자의 주소 공간을 갖고 수행되므로 원칙적으로 하나의 프로세스는 다른 프로세스에 영향을 미치지 못함.
• 협력적 프로세스: 프로세스의 협력 메커니즘을 통해 하나의 프로세스가 다른 하나의 프로세스의 수행에 영향을 미칠 수 있음.
• 프로세스간 협력 메커니즘(IPC: InterProcess Communication)
  • 메세지를 전달하는 방법
    • 커널을 통해 메세지를 전달(Message Passing)
    • Message system: 프로세스 사이에 공유 변수(shared variable)를 일체 사용하지 않고 통신하는 시스템
    • Direct Communication: 통신하려는 프로세스를 명시적으로 표시 (협력할 프로세스가 명확함)
    • Indirect Communication: mailbox (또는 port)를 통해 메세지를 간접적으로 전달 (일단 mailbox에 넣어놓고 다른 프로세스가 가져가서 협력 함)
  • 주소 공간을 공유하는 방법
    • Shared memory: 서로 다른 프로세스 간에 서로 공유하는 shared memory 메커니즘이 있음 / 주의할 점 ( 프로세스 간에 신뢰를 할 수 있어야 함. )
    • thread의 경우 사실상 하나의 프로세스이므로 서로 관여한다고 보기는 어렵지만, 동일한 process를 공유하는 thread간에는 주소 공간을 공유하므로 협력이 가능하다.

프로세스의 특성 분류

• 프로세스는 그 특성에 따라 2가지로 나뉨
  • I/O bound process: CPU를 잡고 계산하는 시간보다 I/O에 많은 시간이 필요한 job(many short cpu bursts)
  • CPU-bound process: 계산 위주의 job (few very long CPU bursts)

CPU process & Dispatcher (Software)

• CPU Scheduler
  • Ready 상태의 프로세스 중 이번에 CPU를 줄 프로세스를 고른다.
• Dispatcher
  • CPU의 제어권을 CPU Scheduler에 의해 선택된 프로세스에게 넘긴다.
  • 이 과정을 context switch(문맥 교환)이라고 한다.
• CPU 스케줄링이 필요한 경우는 다음과 같은 상태 변화가 있는 경우이다.
  • 1. Running → Blocked (예: I/O 요청을 하는 시스템 콜)
  • 1. Running → Ready (예: 할당시간만료로 timer interrupt)
  • 1. Blocked → Ready ( I/O 완료 후 인터럽트)
  • 1. Terminate
  • (1, 4)의 과정은 nonpreemptive(=강제로 빼앗지 않고 자진 반납)
  • All other scheduling is preemptive(=강제로 빼앗음)

Scheduling criteria(Performance Index=성능 척도)

• CPU utilization (이용률)
  • keep the CPU as busy as possible
• Throughput (처리량)
  • of processes that complete their execution per time unit
• Turnaround Time (소요시간, 반환시간)
  • amount of time to execute a particular process
• wating time (대기 시간)
  • amount of time a process has been in the ready queue
• Response Time (응답 시간)
  • amount of time it takes from when a request was submitted until the first response is produced, not output
  • (for time-sharing environment)