[운영체제] 프로세스 구성 요소 완벽 가이드: 메모리 구조와 역할 쉽게 이해하기

 

1. 프로세스의 주요 구성 요소

1. 프로그램 코드 (Code)
   • 역할: 수행해야 할 명령어들이 저장된 부분.
   • 비유: 요리 레시피와 같아요. 어떤 재료로 무엇을 어떻게 조리할지를 지시하는 "설명서"입니다.
   • 추가 설명: 컴퓨터는 이 코드를 읽고 실행하면서 작업을 수행합니다.

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2. 데이터 (Data)
   • 역할: 프로그램이 사용하는 변수와 상수, 그리고 입력값 등이 저장되는 공간.
   • 비유: 요리를 하려면 재료가 필요하죠? 데이터는 요리에 필요한 재료들입니다.
   • 추가 설명: 프로그램이 계산하거나 처리해야 하는 숫자, 텍스트, 사용자 입력값 등이 여기에 저장됩니다.

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3. 스택 (Stack)
   • 역할: 함수 실행 중에 발생하는 임시 데이터를 저장하는 공간. 함수 호출이나 변수 값을 임시로 저장할 때 사용됩니다.
   • 비유: 서빙 트레이와 같아요. 요리사(프로그램)가 요리를 하면서 임시로 재료를 놓아둘 곳이 필요하죠. 하지만 서빙 트레이는 일정량 이상 담을 수 없어요. 너무 많이 쌓으면 넘쳐서 스택 오버플로(Stack Overflow)라는 문제가 발생할 수 있습니다.
   • 어려운 단어: 스택 오버플로는 스택에 너무 많은 데이터를 쌓아 용량을 초과했을 때 발생하는 에러를 말합니다.

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4. 힙 (Heap)
   • 역할: 프로그램이 동적으로 메모리를 할당하고 관리하는 공간.
   • 비유: 힙은 "재료 창고"라고 볼 수 있어요. 필요한 재료가 부족하면 창고에서 가져오고, 남는 재료는 다시 반납합니다.
   • 추가 설명: 예를 들어, 게임을 할 때 새로운 캐릭터를 생성하면 힙에서 메모리를 할당받아 저장됩니다. 작업이 끝난 후에는 메모리를 다시 반환해야 합니다.

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5. 레지스터 (Registers)
   • 역할: CPU가 직접 데이터를 저장하거나 처리할 때 사용하는 고속 저장 공간.
   • 비유: 요리사의 손이나 도마 같은 역할이에요. 요리사가 가장 가까이에서 빠르게 작업할 수 있는 도구입니다.
   • 추가 설명: 레지스터는 컴퓨터에서 가장 빠른 메모리 공간입니다. 데이터를 빠르게 계산하고 바로 사용할 수 있도록 돕습니다.

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6. 프로세스 상태 (Process State)
   • 역할: 현재 프로세스가 어떤 상태에 있는지 나타냅니다. 주로 생성, 준비, 실행, 대기, 종료 상태로 나뉩니다.
   • 비유: 주문한 음식을 준비하는 단계와 같아요. 예를 들어, 주문서가 만들어지면(생성), 요리사가 준비를 시작(준비)하고, 요리를 하다가(실행) 재료가 부족해 기다리기도(대기) 하죠. 마지막으로 음식을 완성하면(종료) 주문이 끝납니다.

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2. 초보자를 위한 요약

컴퓨터에서 프로세스는 요리를 준비하고 서빙하는 요리사처럼 일합니다.

• 레시피(프로그램 코드)는 요리 방법을 알려주고,
• 재료(데이터)는 작업에 필요한 정보를 제공하며,
• 임시 트레이(스택)와 창고(힙)는 작업 중에 필요한 재료를 보관합니다.
• 요리사의 손(레지스터)은 가장 빠르게 작업을 처리합니다.
• 그리고 요리 과정(프로세스 상태)은 준비, 조리, 대기, 완료로 이어집니다.

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