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운영체제/Context_Switching_리오.md

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+## 컨텍스트 스위칭이 필요한 이유
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+### 개념 설명
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+#### 컨텍스트 스위칭
+컨텍스트 스위칭은 여러 프로세스를 처리해야 하는 상황에서 현재 진행중인 Task의 상태를 PCB에 저장하고, 다음에 진행할 Task의 상태 값을 읽어서 레지스터에 적재하는 과정을 의미합니다.
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+CPU Cycle의 속도는 I/O 작업에 비해 굉장히 빠릅니다.
+I/O 작업이 실행되고 blocking 된다면, CPU는 아무 일을 하지 않은 상태로 오랜 기간동안 쉬고 있게 됩니다.
+이 때, 컨텍스트 스위칭을 통해 다른 프로세스나 쓰레드의 작업으로 전환을 한다면 CPU의 사용률을 높일 수 있습니다.
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+컨텍스트 스위칭을 진행하는 동안은 다른 작업을 할 수 없게 되지만, 이 시간보다 I/O 작업이 통상적으로 더 오래 걸리기 때문에 컨텍스트 스위칭을 하는 것이 효율적입니다. 
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+#### 컨텍스트 스위칭의 과정
+1. CPU가 다른 프로세스로 전환하면 시스템은 프로세스의 상태를 PCB에 저장합니다.
+2. 대기열에서 다음 프로세스를 선택하고, 해당 프로세스의 PCB를 복원합니다.
+3. PCB의 프로그램 카운터(레지스터)가 로드되어 이전까지 작업한 곳의 지점으로 돌아가 선택한 프로세스의 작업을 이어서 합니다.
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+## 꼬리 질문
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+### PCB가 무엇인가요?
+### 답변
+PCB는 Process Control Block, 즉 프로세스 제어 블록이며 프로세스를 관리하기 위한 정보를 포함하는 OS 커널의 자료 구조입니다.
+OS는 프로세스의 생성과 동시에 고유한 PCB를 생성합니다.
+PCB는 프로세스의 중요한 정보를 포함하기 때문에, 일반 사용자가 접근하지 못하도록 보호된 메모리 영역 안에 위치합니다.
+프로세스는 수행할 차례가 되면 CPU를 할당받아 작업을 처리합니다.
+작업을 처리하던 도중 프로세스의 시간이 모두 경과되거나 인터럽트가 발생하는 등의 프로세스 전환이 발생하면, 진행하던 작업을 저장하고 CPU를 반환합니다.
+이 때, 수행하던 프로세스 관련 데이터들을 PCB에 저장합니다. 그리고 다시 프로세스의 수행 차례가 와서 CPU를 할당받게 되면, PCB에 저장되어 있던 내용을 불러와 이전에 종료됐던 시점부터 다시 작업을 수행합니다.
+이렇게 사용하던 프로세스의 데이터를 PCB에 저장하고 실행할 프로세스의 데이터를 PCB에서 불러오는 과정을 Context Switching이라고 합니다.
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+PCB에 저장되는 정보<br>
+프로세스 식별자(Process ID, PID)<br>
+프로세스 상태<br>
+프로그램 카운터 - 프로세스가 다음에 실행할 명령어의 주소<br>
+CPU 레지스터 <- 더 찾아보기<br>
+CPU 스케줄링 정보 - 프로세스의 우선순위, 스케쥴 큐에 대한 포인터 등<br>
+메모리 관리 정보 - 페이지 테이블 또는 세그먼트 테이블 등과 같은 정보 포함
+입출력 상태 정보 - 프로세스에 할당된 입출력 장치들과 열린 파일 목록
+어카운팅 정보 - 사용된 CPU 시간, 시간제한, 계정번호 등
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+### Blocking/Non-Blocking과 동기/비동기가 무엇인가요?
+### 답변
+Blocking은, A함수가 B함수를 호출할 때, B 함수가 자신의 작업이 종료되기 전까지 A 함수에게 제어권을 돌려주지 않는 것을 의미합니다. 즉, B 함수가 종료될 때까지 A 함수는 다른 일을 수행할 수 없습니다.
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+Non-Blocking은, A함수가 B함수를 호출할 때, B함수가 A 함수에게 곧바로 제어권을 돌려주게 됩니다. A 함수는 곧바로 제어권을 가지고 있으므로 다른 일을 수행할 수 있습니다.
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+동기는 요청과 그 결과가 동시에 일어난다는 약속입니다. 요청을 하면, 시간이 얼마가 걸리던지 요청한 자리에서 결과가 주어져야 합니다. 설계가 매우 간단하고 직관적이지만, 결과가 주어질 때까지 아무것도 못하고 대기해야 합니다.
+즉, A함수가 B함수를 호출할 때, B함수의 결과를 A가 처리하는 것입니다.
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+비동기는 반대로 요청과 결과가 동시에 일어나지 않을 것이라는 약속입니다. 동기보다 복잡한 방식이지만, 그 시간동안 다른 작업이 가능하므로 자원을 효율적으로 사용할 수 있다는 장점이 있습니다.
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+따라서 Blocking != Sync, Non-blocking != Async 입니다.
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+동기/비동기 = 호출당한 함수의 종료를 누가 처리하느냐
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+blocking/non-blocking = 제어권이 누구에게 돌아가느냐
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+## 참고 자료 및 레퍼런스
+https://hoons-dev.tistory.com/95