타임 셰어링? 컨텍스트 스위칭?

타임셰어링(Time Sharing)과 컨텍스트 스위칭(Context Switching)은 밀접한 관계가 있지만 다른 개념이라 하여 정리해본다.

 

타임셰어링(Time Sharing)

(OS가 관리하는) CPU 시간을 여러 프로세스 또는 스레드에 분배하는 방식

• 목적: 여러 작업을 동시에 실행하는 것처럼 보이게 함 (멀티태스킹)
• 방법: 일정한 시간 간격(타임 슬라이스, Time Slice)마다 CPU를 다른 프로세스/스레드에 할당
  • 모든 프로세스가 공평하게 CPU 시간을 나누어 사용(선점 없음)
• 결과: 사용자는 여러 작업이 동시에 실행되는 것처럼 느끼지만, 실제로는 CPU가 빠르게 번갈아가며 실행하는 것

 

컨텍스트 스위칭(Context Switching)

CPU가 실행 중인 프로세스 또는 스레드를 변경할 때, 현재 상태(Context)를 저장하고 새로운 프로세스 또는 스레드의 상태를 복원하는 과정

• 목적: 여러 프로세스를 실행하기 위해 이전 실행 상태를 저장하고 새로운 작업을 로드
• 필요한 이유: OS가 프로세스나 스레드를 교체할 때 이전 작업을 나중에 다시 실행할 수 있도록 하기 위해
• 오버헤드 발생: 컨텍스트를 저장하고 복원하는 작업은 추가적인 CPU 자원을 소모

컨텍스트 스위칭 과정

1. 현재 실행 중인 프로세스의 레지스터, 메모리 상태(Context) 저장
2. 새로운 프로세스의 레지스터, 메모리 상태 복원
3. CPU가 새로운 프로세스를 실행

즉, 타임셰어링을 하려면 필연적으로 컨텍스트 스위칭이 발생함!

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타임셰어링은 CPU 시간을 나누어 여러 프로세스가 실행되도록 하는 방식
타임셰어링을 수행하려면 컨텍스트 스위칭이 발생해야 함
하지만 컨텍스트 스위칭은 타임셰어링이 아닐 수도 있음

• 예) 우선순위 기반 선점형(Preemptive) 스케줄링에서도 컨텍스트 스위칭 발생
  • 높은 우선순위의 프로세스가 CPU를 빼앗아 사용할 수 있음(선점 가능)

즉, 타임셰어링은 CPU 시간을 나누는 방식이고, 컨텍스트 스위칭은 그 과정에서 발생하는 기술적인 동작!