feat : [OS] Process (#31)

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OS/프로세스.md

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+## 개요
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+Operating System(OS)의 주요 기능 중 하나는 프로세스를 관리하는 것이다. 프로세스는 실행 중인 프로그램의 추상화로, 실행 단위 및 보호 도메인 역할을 수행한다. 운영체제는 프로세스 생성, 실행, 상태 전환, 종료 등 프로세스의 생명주기를 관리한다.
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+## 1. 프로그램에서 프로세스로
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+### 프로그램 생성 과정
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+<img width="547" alt="Pasted image 20241126134119" src="https://github.com/user-attachments/assets/6fe807bd-c288-43b9-98df-64999d4c7e00" /> 
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+- **Source Code**: 사람이 이해할 수 있는 프로그래밍 언어로 작성된 코드이다.
+- **Object File**: 컴파일러를 통해 기계어로 변환된 파일로, CPU가 이해할 수 있다.
+	- 프로세스로 변환되기 위한 정보가 삽입되어야 한다.
+- **Executable File**: 링커를 통해 실행 가능한 형태로 변환된 파일이다.
+- **Loader**: Executable File을 메모리에 로드하여 Address Space를 생성하고 프로세스를 실행한다.
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+### 컴파일러와 링커
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+- **컴파일러**:
+    - Source Code를 Object File로 변환한다.
+    - 파일은 CPU 아키텍처(x86, ARM 등)에 맞게 생성된다.
+- **링커**:
+    - 여러 Object File과 라이브러리를 연결하여 Executable File로 변환한다.
+    - 심볼들의 주소를 절대값(Absolute Address)으로 변환한다.
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+### 로더와 Runtime System
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+<img width="458" alt="Pasted image 20241126134647" src="https://github.com/user-attachments/assets/c3972d8f-ccfa-41db-af5a-ee502d3f189f" /> 
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+- **Loader**:
+    - Executable File을 메모리에 로드하고 Address Space를 생성한다.
+    - 초기화된 데이터를 메모리에 복사하고, 프로그램의 실행을 준비한다.
+- **Runtime System**:
+    - 프로그램의 효율적 실행을 지원하며, 라이브러리 초기화 및 메인 함수 호출을 담당한다.
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+## 2. 프로세스 개념
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+### 프로세스 정의
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+- **Execution Unit**: 프로세스는 스케줄링의 단위이다.
+- **Protection Domain**: 프로세스 간의 메모리 접근을 제한한다.
+- **구성 요소**:
+    - Program Counter
+    - Stack
+    - Data Section
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+### Process Image
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+프로세스는 메모리 상에서 다음과 같은 구조를 가진다:
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+- **Text Segment**: 실행 명령어와 관련된 코드.
+- **Data Segment**: 초기화된 전역 변수.
+- **bss Segment**: 초기화되지 않은 전역 변수.
+- **Heap**: 동적으로 할당된 메모리.
+- **Stack**: 함수 호출과 로컬 변수.
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+### Process State
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+프로세스는 다음과 같은 상태를 가진다:
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+- **New**: 생성 중.
+- **Running**: 실행 중.
+- **Waiting**: 특정 이벤트를 기다리는 중.
+- **Ready**: 프로세서 할당 대기 중.
+- **Terminated**: 실행 종료.
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+## 3. 프로세스 관리
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+### Process Control Block(PCB)
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+각 프로세스는 OS에서 PCB로 표현된다.
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+- **정보 포함**:
+    - Process State
+    - Program Counter
+    - CPU Registers
+    - Memory Management Information
+    - I/O Status Information
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+### Context Switch
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+Context Switch는 CPU가 다른 프로세스를 실행하기 위해 기존 프로세스의 상태를 저장하고 새로운 프로세스의 상태를 로드하는 작업이다.
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+- **특징**:
+    - Context Switching은 Overhead를 발생시킨다.
+    - 하드웨어 지원에 따라 효율성이 달라진다.
+- **CISC vs RISC**:
+	- CISC
+		- 복잡한 명령어 셋 -> 높은 효율, 클럭 속도 저하
+		- 복잡한 회로
+	- RISC
+		- 간단한 명령어 셋 -> 높은 클럭 속도, 빠른 수행 속도
+		- 절약된 공간에 더 많은 레지스터 장착
+		- RISC는 간단한 명령어 세트를 사용하여 빠른 수행 속도를 제공하지만, Context Switching에서 더 많은 Overhead가 발생한다.
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+### Process Creation
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+프로세스는 Concurrent하게 실행될 수 있으며 동적으로 생성 및 종료된다.
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+<img width="207" alt="Pasted image 20241126141508" src="https://github.com/user-attachments/assets/5548d601-85d7-46c9-80c0-62ccf9fbe0fc" /> 
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+- **Unix 시스템**:
+    - `fork()` 시스템 콜로 Parent Process로부터 Child Process를 생성한다.
+    - Parent와 Child는 메모리와 자원을 공유하거나 독립적으로 사용할 수 있다.
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+### Process Termination
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+프로세스는 실행이 끝난 후 종료된다.
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+- **종료 조건**:
+    - 프로세스가 마지막 명령어를 실행한 후 OS에 `exit()` 시스템 콜을 통해 종료를 요청한다.
+- **동작 과정**:
+    - 자식 프로세스의 출력 데이터를 Parent Process로 반환한다(예: `wait()` 함수 사용).
+    - OS는 프로세스가 사용하던 자원을 회수하고 메모리를 해제한다.
+- **비정상 종료**:
+    - 프로세스는 `abort()` 함수나 `SIGABRT` 신호를 통해 비정상적으로 종료될 수 있다.
+    - 이 경우 Core Dump가 생성되어 디버깅에 사용된다.
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+## 4. 프로세스 협력
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+<img width="219" alt="Pasted image 20241126141945" src="https://github.com/user-attachments/assets/b3d0c5be-8d37-429a-b413-ecc076574a37" /> 
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+프로세스 협력은 서로 독립적인 프로세스가 상호작용하여 작업을 수행하는 것을 의미한다.
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+- **장점**:
+    - 정보 공유.
+    - 계산 속도 향상.
+    - 모듈화 및 편의성 제공.
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+## 결론
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+프로세스는 OS에서 가장 중요한 관리 단위로, 프로그램이 실행되기 위해 필요한 다양한 정보와 메커니즘을 포함한다. 프로세스 관리의 이해는 효율적인 운영체제 설계와 성능 최적화의 핵심이다. Context Switching, Process State, PCB 등의 개념은 시스템 자원의 효율적 활용과 안정성 보장을 위한 기초가 된다.