프로세스(Process) 이야기

프로그램(Program)과 프로세스(Process), 두 단어의 차이는 무엇일까요?

이번 주제는 프로세스에 대해 알아보고자 합니다.

※ 본문 내용을 이해하기 위해 CPU에 관한 글을 읽으시면 도움이 됩니다. (링크 클릭)

1. 프로세스(Process)?

프로그램(Program)은 HDD와 같은 외부 메모리에 저장된 명령코드들의 집합(묶음)을 의미합니다.

이 프로그램이 실행되면, 메모리 상에서 동작하는 작업의 단위를 프로세스(Process) 또는 작업(Task)이라고 합니다.

다시 말하면 '실행 중인 프로그램'을 의미하는 것입니다.

< 윈도우 '작업 관리자'에 표시되는 프로세스 목록 >

윈도우의 '작업 관리자'를 실행하면, 위 그림과 같이 현재 실행중인 프로세스의 목록과 각 프로세스의 아이디(PID)를 확인할 수 있습니다.

그런데 이렇게 많은 프로세스들을 관리하려면 각 프로세스의 정보가 필요하겠죠?

이러한 프로세스의 정보는 PCB(Process Control Block)라고 불리는 자료구조에 저장되며, 이 PCB를 이용하여 다수의 프로세스를 관리하게 됩니다.

PCB에는 프로세스 ID, 부모 PID(Process ID), 프로세스 상태, 프로세스 권한 등의 정보가 포함되어 있습니다.
(자세한 내용은 '프로세스 제어 블록' 또는 PCB', 'Process Control Block'을 검색해 보세요.)

2. 프로세스의 상태

프로세스는 다음의 다섯 가지 상태를 가질 수 있습니다.

< 프로세스 다이어그램 >

① 생성(New, Create) :

프로세스가 생성되는 상태를 의미합니다.

② 준비(Ready) :

프로세스가 실행이 가능한 준비 상태를 의미합니다. 이 단계는 CPU를 사용하고 있는 상태가 아닙니다.

싱글 코어 CPU에서 여러 프로세스가 실행되고 있을 때, 하나의 프로세스가 실행 상태(Running)라면 다른 프로세스들은 준비 상태(Ready)에 있습니다.

스케쥴러가 조건에 따라 프로세스를 선택(Dispatch)하여 동작(Running)시킵니다.

③ 실행(Running) :

스케쥴러에 의해 선택(Dispatch)된 프로세스가 CPU를 사용하여 실행 중인 상태입니다.

싱글 코어 1스레드 CPU라면 오직 하나의 프로세스만 동작 상태가 됩니다. 듀얼 코어 4스레드라면 4개의 프로세스가 동작 상태가 될 수 있습니다.

프로세스가 동작하던 중에 외부 신호인 인터럽트(Interrupt)를 받게 되면 다른 프로세스와 교체(Context Switching)가 됩니다.

④ 대기(Waiting) :

외부 I/O 중 하나인 HDD의 파일을 접근하는 작업의 경우, HDD는 CPU보다 속도가 느리기 때문에 HDD에 Event를 주고 신호를 기다려야 합니다.

CPU는 효율적으로 운영되어야 하는데, 이 경우 외부 I/O 접근시 발생하는 지연 시간 때문에 마냥 대기하게 된다면 CPU 작업 효율이 떨어지게 됩니다.

그래서 완료 Event 신호를 기다리는 프로세스는 대기(Waiting)상태로 바뀌며 실행 상태(Running)를 다른 프로세스에게 양보하게 됩니다.

완료 Evnet를 받게 되면 다시 준비 상태(Ready)로 돌아갑니다.

⑤ 종료(Terminated) :

프로세스가 종료되는 상태를 의미합니다.