프로세스 및 스케줄링: 운영체제의 핵심 기능

1. 프로세스란?

프로세스는 실행 중인 프로그램으로, 운영체제에 의해 관리되는 작업의 단위입니다. 각 프로세스는 프로그램 코드뿐만 아니라 실행 상태, 메모리 할당, 입출력 상태 등을 포함합니다. 프로세스 간에는 독립적인 메모리 공간이 할당되어 있어 서로 영향을 주지 않습니다.

2. 프로세스 관리

프로세스 관리는 운영체제가 프로세스의 생성, 중단, 스케줄링 등을 관리하는 과정을 의미합니다. 이는 다중 프로그램이 동시에 실행되는 환경에서 프로세스들이 원활하게 실행될 수 있도록 보장합니다. 프로세스 관리는 다음과 같은 기능을 포함합니다.

• 프로세스 생성: 새로운 프로세스를 생성하고 초기화합니다.
• 프로세스 중단: 프로세스의 실행을 중단하고 메모리에서 해제합니다.
• 프로세스 스케줄링: 여러 프로세스가 CPU를 공유하여 실행되는 상황에서 어떤 프로세스가 CPU를 사용할지 결정합니다.
• 프로세스 동기화: 다중 프로세스 간의 상호작용을 관리하여 데이터 일관성을 유지합니다.
• 프로세스 통신: 프로세스 간의 데이터 교환을 통해 작업을 협력하도록 지원합니다.

3. 스케줄링이란?

스케줄링은 여러 프로세스가 CPU를 공유하여 실행될 때, 어떤 프로세스가 얼마나 오랜 시간 동안 CPU를 사용할지 결정하는 과정을 말합니다. 이는 시스템의 성능과 응답 시간을 최적화하기 위해 중요합니다. 스케줄링 알고리즘은 다음과 같은 기준에 따라 결정됩니다.

• CPU 이용률: CPU가 놀지 않고 최대한 활용되는지를 평가합니다.
• 처리량: 시스템이 단위 시간당 처리할 수 있는 작업의 양을 최대화합니다.
• 응답 시간: 사용자가 작업을 요청한 후 시스템이 응답하는데 걸리는 시간을 최소화합니다.
• 공정성: 모든 프로세스가 공평하게 CPU를 사용할 수 있도록 합니다.

4. 대표적인 스케줄링 알고리즘

• Round Robin: 시간 할당량을 정해놓고 각 프로세스가 돌아가면서 CPU를 사용하는 방식입니다.
• Priority Scheduling: 프로세스에 우선순위를 부여하여 우선순위가 높은 프로세스에 더 많은 CPU 시간을 할당하는 방식입니다.
• Shortest Job First: 실행 시간이 가장 짧은 프로세스에 먼저 CPU를 할당하는 방식입니다.

5. 결론

프로세스 관리와 스케줄링은 운영체제의 핵심 기능 중 하나로, 다중 프로그램이 효율적으로 실행되도록 보장합니다. 프로세스 관리는 프로세스의 생성, 중단, 스케줄링 등을 관리하며, 스케줄링은 CPU를 공유하는 프로세스들의 실행 순서를 결정합니다. 이러한 기능들을 통해 운영체제는 시스템의 성능을 최적화하고 사용자에게 더 나은 경험을 제공합니다.