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[Docs] process_and_thread (02/20)

Author: asuan99

os&computer_structure/overview_process.png

@@ -0,0 +1,129 @@
+# CS_Study_example
+
+## 프로세스와 스레드의 차이점에 대해 설명해주세요
+
+- 자료 조사
+    
+    ![Untitled](overview_process.png)
+    
+    - 프로그램(program)
+        - 컴퓨터가 실행하기 위한 프로그래밍 언어로 작성된 명령어들의 집합 또는 순서
+        - 사람이 읽을 수 있는 형태의 프로그램 - source code
+            - 이는 추가적인 컴퓨터 프로그램을 요구함
+            - 컴퓨터가 각자의 기계어로만 실행할 수 있기때문
+            - 이는 해당 언어의 컴파일러를 통해 executable 파일로 변환
+            - 어셈블리 언어는 어셈블러를 통해 변환
+            - 언어의 인터프리터를 통한 실행도 가능
+    - 프로세스(process)
+        - 하나 또는 그 이상의 스레드에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램
+        - 이는 운영체제에 따라 다른 형태를 가짐
+        - 프로그램 코드, 할당 자원, 물리/논리적 접근 권한, 데이터 구조, 제어, 관련 실행 활동으로 구성됨
+        - 운영체제에 따라  여러 스레드로 구성되며, 이는 동시적으로 명령어를 실행할 수 있게 함
+    - 스레드(thread)
+        - 스레드는 프로그램을 실행할 수 있는 가장 작은 단위로 각각 스케쥴러에 의해 독립적으로 관리될 수 있다.
+        - 한 프로세스에 의해 생성된 여러 스레드들은 서로 자원을 공유할 수 있으며, 동시 실행이 가능하다.
+    - 스케쥴러(scheduler)
+        - 스케쥴러는 작업을 실행하기 위해 자원의 할당과 회수를 진행하는 활동(스케쥴링)을 담당함.
+        - 작업의 단위는 스레드, 프로세스, 데이터 플로우가 될 수 있음.
+        - 이는 멀티 태스킹을 활용할 수 있도록 하며, 컴퓨팅 자원의 활용성을 높이기 위함이다.
+        - 이 과정에서 우선순위가 높은 작업에 먼저 자원을 할당(preemption, 선점형)하거나, 기존의 작업과 다른 작업을 교체(Context Switch)를 진행
+        - 스케쥴링 알고리즘
+            - FIFO(First-In First-Out)
+                - 먼저 온 작업 먼저 처리
+            - EDF(Earliest Deadline First)
+                - 데드라인이 가장 먼저인 작업에 우선순위
+            - SJF(Shortest Job First)
+                - 남은 시간이 가장 짧은 작업에 우선순위
+            - FPPS(Fixed Priority Pre-emptive Scheduling)
+                - 프로세스에 대해 고정된 우선순위 부여
+                - 낮은 우선순위의 작업에 starvation 발생 가능
+            - RR(Round-Robin)
+                - 작업의 특성을 고려하지 않고 고정된 시간만큼만 작업을 할당
+            - Multilevel queue
+                - 작업의 성격을 그룹별로 나눌 수 있을 때 활용
+                - foreground process(interactive) vs. background process(batch)
+- 답안
+    
+    프로세스와 스레드는 모두 CPU가 처리할 수 있는 하나의 작업 단위가 될 수 있지만, 프로세스는 서로 간의 메모리 자원을 공유할 수 없지만, 스레드는 이를 공유할 수 있다는 점에서 차이점이 있습니다. 스레드의 이런 특징은 프로그래머 레벨에서 동시 프로그래밍, 멀티 프로그래밍을 가능하게 해줍니다. 
+    
+- 코드 예시
+    
+    전체 합(1~100)
+    
+    싱글 프로그래밍
+    
+    ```cpp
+    #include <iostream>
+    #include <chrono>
+    
+    using namespace std;
+    using namespace chrono;
+    
+    int sum=0;
+    
+    void partSum(int start, int end)
+    {
+        for(int i =start; i <=end;i++)
+        {
+                sum+=i;
+                //cout<<"partial : "<< sum <<"("<<i<<")"<<endl;
+        }
+    }
+    
+    int main(){
+        auto begin = steady_clock::now();
+    
+        partSum(1,100);
+    
+        auto end = steady_clock::now();
+    
+        cout<<"sum : "<< sum << endl;
+        cout<<"runtime : "<<duration_cast<nanoseconds>(end-begin).count()<<"ns"<<endl;
+        return 0;
+    }
+    ```
+    
+    병렬 프로그래밍 (4-thread)
+    
+    ```cpp
+    #include <iostream>
+    #include <thread>
+    #include <chrono>
+    
+    using namespace std;
+    using namespace chrono;
+    int sum = 0;
+    
+    void partSum(int start, int end)
+    {
+        for(int i =start; i <=end;i++)
+        {
+                sum+=i;
+                //cout<<"partial : "<< sum <<"("<<i<<")"<<endl;
+        }
+    }
+    
+    int main()
+    {
+        thread thread1(partSum,1,25);
+        thread thread2(partSum,26,50);
+        thread thread3(partSum,51,75);
+        thread thread4(partSum,76,100);
+    
+        auto begin = steady_clock::now();
+        thread1.join();
+        thread2.join();
+        thread3.join();
+        thread4.join();
+    
+        auto end = steady_clock::now();
+        cout<<"sum : "<< sum << endl;
+        cout<<"runtime : "<<duration_cast<nanoseconds>(end-begin).count()<<"ns"<<endl;
+        return 0;
+    
+    }
+    ```
+    
+- Reference
+    
+    Wikipedia ([Process](https://en.wikipedia.org/wiki/Process_(computing)), [Light-weight process](https://en.wikipedia.org/wiki/Light-weight_process), [Thread](https://en.wikipedia.org/wiki/Thread_(computing)))