PCB & Context Switching

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1. PCB & Context Switching이란
   • Context Switching이 필요한 이유

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PCB & Context Switching 이란

PCB (Process Control Bloc)

• OS에서 Process를 표현한 자료구조 입니다.
• process를 관리할 필요가 있는 중요한 정보를 포함하고 있습니다. 따라서 일반 유저가 접근하지 못하게 메모리에 저장됩니다.
  • 일부 OS는 커널 스택에 위치합니다. (해당 메모리 영역 경우 보호 + 접근 편리)
• PCB는 대표적으로 아래와 같은 Process 정보가 포함
  1. PC (Program Counter) : process가 다음에 실행해야할 명령어 주소 가리킴
  2. Process Number : process 번호
  3. Process State : new, running, halted, waiting 상태
  4. Registers : 다양한 register 값
  5. memory limit, list of open files 등등

Context Switching

• 어떤 process에서 다른 process로 CPU 제어권을 넘기 과정 입니다.
• 이전 process 상태를 저장해두어야 다시 해당 process 작업을 할 수 있기에 PCB에 process 상태를 저장합니다.
  • 즉 현재 실행 중인 작업 컨텍스트를 PCB에 저장하고 다음에 실행한 컨텍스트를 불러와 CPU가 해당 컨텍스트를 실행

Context Switching이 필요한 이유?

• Context Switching은 멀티 프로세스를 위해 필요합니다.
• Context Switching을 통해 운영 체제는 여러 작업을 동시에 실행하는 것처럼 보이게 할 수 있기 때문입니다.
  • 시분할 시스템을 통해 사용자에게 작업을 동시에 실행하는 것 처럼 보이게 합니다.

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컨텍스트 스위칭 설명에 프로세스 제어권을 CPU에 넘기는 과정 이라고 하였는데
쓰레드 간의 작업 경우 Context Switching 이 일어나지 않는지?

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Context Switching이 프로세스 뿐만 아니라 스레드간의 전환도 포함됩니다.
Context Switching은 CPU가 현재 실행 중인 작업 (process or thread) 의 상태 (context) 를 저장하고 새로운 작업의 상태를 로드하는 과정 입니다.

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하나의 프로세스 내에서 스레드 간의 context switch경우 --> 캐시 hit 발생 가능성이 커서 (캐시이용 = register에 저장) 비용이 더 적게듬