[운영체제] 프로세스(Process) 란?

1. 프로세스란?

프로세스(Process) = 실행 중인 프로그램

• 우리가 작성한 코드(sample.c)를 컴파일하면 **실행 파일(.exe 등)**이 생성됨
• 이 실행 파일이 실행되면 운영체제가 이를 메모리에 **적재(load)**하고, 프로세스로 생성
• 프로세스는 단순히 코드 덩어리가 아닌, 실행을 위한 정보와 상태가 모두 포함

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2. 실행 파일의 구조

컴파일

실행 파일의 구조

구성 요소	설명
Header	코드/데이터 크기 등 메타 정보
Code (Text) 섹션	실행 명령어
Data 섹션	초기화된 전역 변수
기타	심볼 테이블, 디버깅 정보 등

 

실행 후 메모리 구조 (프로세스 주소 공간)
sample.c를 컴파일하면 sample.exe의 실행 파일이 생성됨!!

sample.exe를 실행하면 메모리에 만들어지는 프로세스가 생성됨.

프로세스의 구조

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3. 프로세스의 구성 요소

프로세스의 구성 요소

프로세스의 구성 요소

구성 요소	설명
코드(Code)	실행할 명령어
데이터(Data)	전역 변수
스택(Stack)	지역 변수, 함수 호출 시 정보 (함수가 호출되기 전에는 만들어지지 않고, 함수 호출 시에 생성되고, 함수가 사리질 때 같이 사라짐)
힙(Heap)	실행 중 동적 할당 공간(malloc(n)의 형태로 n바이트의 메모리를 할당해서 할당된 메모리의 주소 값을 반환!)
CPU 레지스터	PC, CS, DS, SS 등 (프로세스 실행 상태 저장)

 

메모리의 RAM 부분에 프로세스가 저장됨. CS, PC, DS, SS 등의 레지스터에 프로세스의 각각에 해당되는 주소가 저장!!

 

스택은 프로세스의 끝 주소를 시작 위치 값으로 가져, 높은 번지에서 낮은 번지 쪽으로 쌓임.

힙은 데이터(전역 변수) 저장 위치의 끝에서 부터 시작해서 스택과 반대로 쌓임.

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4. PCB(Process Control Block)란?

운영체제가 프로세스를 관리하기 위해 유지하는 데이터 구조

각 프로세스가 만들어질 때 운영체제는 PCB를 생성하고, 프로세스가 종료되면 PCB를 제거

PCB의 내용

정보	종류 설명
프로세스 ID (PID)	고유 식별자
프로세스 상태(state)	Ready, Running, Waiting 등
CPU 레지스터	프로그램 카운터, 스택 포인터 등
CPU 스케줄 정보	우선순위, 큐 포인터 등
메모리(기억 장치) 관리 정보	페이지 테이블, 세그먼트 정보 등
I/O(입출력) 상태 정보	열린 파일, 입출력 요청 등
계정 정보	CPU 사용량, 소유자 정보 등

 

PCB 구조 예시 (C 구조체 형태)

 

위 그림과 같은 식으로 PCB에 정보가 저장되어 있음.

이전에 인터럽트 처리 과정에서 상태 레지스터 값, PC 값 등의 정보를 저장해놨다가 복원시에 사용한다고 했는데, 프로세스 PCB의 CPU registers에서 이러한 정보들을 저장함!!