[CS / 운영체제(OS)] ep13. process를 간단히 설명해주세요

🤔 면접 질문

 
Q1. process를 간단히 설명해 주세요.
 
A1. 실행파일(program)이 memory에 적재되어 CPU를 할당받아 실행되는 것을 process라고 합니다.
 
 
 

💡 면접🐕🍯 tip

 
운영체제를 관통하는 핵심적인 단어 하나를 뽑는다면 그건 바로 process다. 운영체제가 작동하는 다양한 원리들이 바로 process를 위해 존재하는 것이다.
 
따라서 process의 정의를 잘 이해한다면 앞으로  나올 내용들도 자연스럽게 이해가 갈 것이다. process를 memory와 CPU관점으로 면접관에게 설명을 하면 된다.
 
 
 

1️⃣ Process

 
프로세스(process)란 실행중인 프로그램(program in execution)을 뜻한다.
 
즉, 실행파일 형태로 존재하던 program이 memory에 적재되어 CPU에 의해 실행(연산)되는 것을 process라고 한다.
 
(+ program은 단순히 명령어 리스트를 포함하는 파일이다.)
 
 
 

2️⃣ Memory에 적재

 
memory는 CPU가 직접 접근할 수 있는 컴퓨터 내부의 기억장치다. program이 CPU에서 실행되려면 해당 내용이 memory에 적재된 상태여야만 한다.
 
프로세스에 할당되는 memory 공간은 Code, Data, Stack, Heap 4개의 영역으로 이루어져 있으며, 각 process마다 독립적으로 할당을 받는다.
 
 

메모리 주소 고저(high/low)에 따른 영역 별 구조

 

 

Code 영역	실행한 프로그램의 코드가 저장되는 메모리 영역
Data 영역	프로그램의 전역 변수와 Static 변수가 저장되는 메모리 영역
Heap 영역	프로그래머가 직접 공간을 할당 및 해제 하는 메모리 영역
Stack 영역	함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개 변수가 저장되는 임시 메모리 영역

 
 
 

3️⃣ CPU의 연산과
       PC register

 
프로그램의 코드를 토대로 CPU가 실제로 연산을 해야만 프로그램이 실행된다고 볼 수 있다. 그럼 어떤 코드를 읽어야 하는가를 정하는 것은 CPU 내부에 있는 PC(Program counter) register에 저장되어 있다.
 
PC register에는 다음에 실행될 코드(명령어, instruction)의 주소값이 저장되어 있다. 즉, memory에 적재되어있는 process code영역의 명령어중 다음번 연산에서 읽어야할 명령어의 주소값을 PC register가 순차적으로 가리키게 되고, 해당 명령어를 읽어와서 CPU가 연산을 하게 되면 process가 실행이 되는 것이다.
 
 
 

🚀 심화 면접 질문

 
Q2. process의 memory영역(code, data, stack, heap)에 대해서 설명해 주세요.
 
A2. 프로세스가 운영체제에서 할당받는 메모리 공간은 code, data, stack, heap 영역으로 구분됩니다.

• code 영역은 실행한 프로그램의 코드가 저장되는 메모리 영역입니다.
• data 영역은 프로그램의 전역 변수와 static 변수가 저장되는 메모리 영역입니다.
• heap 영역은 프로그래머가 직접 공간을 할당(malloc)/해제(free) 하는 메모리 영역입니다.
• stack 영역은 함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개 변수가 저장되는 임시 메모리 영역입니다.