CS - 프로세스의 생명주기-스케줄링,주-보조 교환,Context Switching

1) Job Scheduler :

Job Queue의 프로그램들을 어떤 순서로 메모리에 올릴 것인지 결정.
이러한 과정은 프로그램이 새로 시작될 때, 메인메모리가 가득찬 경우 등의 상황에만 발생하므로 자주 일어나지 않고 어쩌다 한번(수분 ~ 수십분) 일어남.

📌 Long Term Scheduler

프로그램이 새로 시작될 때, 메인메모리가 가득찬 경우 등의 상황에만 발생하므로 자주 일어나지 않고 어쩌다 한번(수분 ~ 수십분) 일어나며, 이처럼 긴 간격으로 동작하는 스케줄러를 Long Term Scheduler라고 함.

2) CPU Scheduler :

📌 Short Term Scheduler

시공유 시스템의 경우 이러한 과정은 1초에도 수십번에서 많게는 수백번도 일어나기 때문에 이러한 스케줄러를 Short Term Scheduler라고 함

3) Device Scheduler :

Device Queue의 프로세스들을 어떤 순서로 I/O 장치를 이용하게 할 것인지에 대한 스케줄러
이는 Disk Scheduler, Printer Scheduler, Mouse Scheduler 등 I/O, 보조기억 장치 스케줄러를 통틀어 가리키는 말

📌 I/O Bound Process VS CPU Bound Process

성능을 위해 운영체제(Job Scheduler)는 이들을 적절하게 배합하여 I/O 장치와 CPU 모두 너무 오랫동안 쉬지 않게 해야함

1) Swapping :

서버와 같이 여러 사용자가 하나의 메모리를 공유하는 경우에 만약 한 사용자가 자리를 비우면 그 사용자가 돌아올 때 까지 해당 프로세스에 메모리를 할당할 이유가 없다.
때문에 CPU Time등을 확인해서 오랫동안 동작이 없는 프로세스는 잠시 HDD로 내려놓고, 다른 프로세스를 실행하거나 기존 프로세스에 메모리를 더 할당하는 등 메모리를 더 효율적으로 활용
그러다가 동작없던 프로세스 사용자가 돌아와서 작업을 수행하면 다시 HDD에서 메모리로 프로세스를 올림
Swap Out
- 메모리에서 HDD로 내리는 작업
Swap In
- HDD에서 다시 메모리로 올리는 작업
이렇게 임시 메모리의 목적으로 사용되는 HDD 공간을 Backing Store 혹은 Swap Device라고 함

1) Context Switching :

2) Scheduler :

3) Dispatcher :

만일 프로세스 A의 코드 중 100번 라인까지 실행했고 작업 중에 10개의 데이터를 레지스터에 저장했었다면, 스위치할 때 이 정보들을 보존해야 A의 차례가 돌아왔을 때 이전에 수행하던 작업이 끊기지 않고 수행될 수 있음음
때문에 프로세스 A를 수행하다가 B로 넘어가면 그러한 정보를 저장하고, 다시 A의 차례가 왔을 때, 정보를 다시 꺼내서 PC, SP, Register 등에 할당
이러한 작업을 수행하는 프로그램을 Dispatcher라고 함

대부분의 OS는 CPU 스케쥴링 방법 중 시간공유 시스템을 사용

CPU 시간을 효율적으로 사용하기 위해서, 운영체제는 CPU를 사용하지 않는 프로세스나 스레드가 있다면 다른 프로세스나 스레드에게 CPU 시간을 할당.
CPU 시간 공유 시스템을 사용함으로써, 여러 프로세스나 스레드가 동시에 실행되는 것처럼 보일 수 있음.
그러나 실제로는 CPU가 매우 빠르기 때문에 매우 짧은 시간에 여러 프로세스나 스레드를 번갈아가며 실행할 수 있음.
이를 통해 CPU가 최대한 효율적으로 사용될 수 있으며, 운영체제는 더 많은 프로세스나 스레드를 동시에 실행할 수 있음.

구너드