2019년 4월 24일
문맥교환 (Context Switching)
I. 자원 할당 시 정보교환, 문맥교환의 개념
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- 프로세스 실행 중 다른 프로세스의 CPU 사용 위해 작업 상태를 보관하고 새 프로세스 상태 적재 작업
II. 문맥교환의 절차
가. 문맥교환 절차도
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나. 문맥교환 절차
| 단계 | 절차 | 설명 |
|---|---|---|
| 1 | 인터럽트/시스템 호출 | – 운영체제에서 프로세스 스케쥴러에 의해 인터럽트 발생 |
| 2 | 커널 모드 전환 | – 프로세스가 실행되는 사용자모드에서 커널 모드로 전환 |
| 3 | 현재 프로세스 상태 PCB 저장 | – 기존 실행되는 프로세스 정보를PCB에 저장 |
| 4 | 다음 실행 프로세스 로드 | – PCB에 있는 다음 실행 프로세스 상태 정보 복구 |
| 5 | 사용자 모드 전환 | – 커널 모드에서 사용자 모드로 전환하여 프로세스 실행 |
- 문맥교환 절차 중 dispatch, timeout 등 실행 상태가 전이되는 과정에서 문맥교환 발생
III. 문맥교환이 필요한 상황
가. 문맥교환 필요 상황 절차도
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- 준비→실행, 실행→준비, 실행→대기 전환 시 문맥 교환 발생
나. 문맥교환 필요한 상황
| 필요 상황 | 설명 | 전이 과정 |
|---|---|---|
| dispatch | Queue 우선 프로세스로 CPU 할당 받아 실행 상태로 전이 | 준비 → 실행 (dispatch) |
| CPU할당 시간 만료 | CPU 사용 가능한 할당 시간 초과로 준비 상태로 전이 | 실행 → 준비 (Timeout) |
| I/O 작업 및 할당 | I/O 작업이 필요하여 작업 완료 시 까지 대기 상태로 전이 | 실행 → 대기 (Sleep) |
| System Call | 또 다른 서비스 호출이 필요한 경우 대기 상태로 전이 | 실행 → 대기 (Sleep) |
- 문맥교환으로 인한 정보 교환 작업은 오버헤드이므로 스레드 등을 이용하여 최소화 필요
IV. 문맥교환의 오버헤드 해결 방안
| 해결 방안 | 설명 |
|---|---|
| 프로그램 다중화 수준 낮춤 | – 다중 프로그래밍 수준을 낮추어 문맥 교환 발생 빈도 감소 |
| 스레드 이용 | – Light Weight 프로세스인 스레드를 이용하여 문맥 교환 부하 최소화 |
| 스택포인터 활용 | – 스택 이용 프로그램의 경우 스택 포인터를 이용하여 문맥 교환 부하 최소화 |
- 멀티프로세스 환경에서 문맥교환은 필수적이므로 정보교환의 최소화 및 최적화가 필요
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도리
2 Comments
글 너무 잘 읽었습니다!
문맥교환 필요 상황 절차도 이미지를 블로그에 사용해도 될까요? 🙂
네~ 사용하셔도 됩니다.^^