CPU 스케줄링 알고리즘

CPU 스케줄러는 CPU 스케줄러 알고리즘에 따라 프로세스에서 해야 하는 일을 스레드 단위로 CPU로

할당한다.

프로그램이 실행 될때는 CPU 스케줄링 알고리즘이 어떤 프로그램에서 CPU 소유권을 줄 것인지

결정한다. 이 알고리즘은 CPU 이용률은 높게, 주어진 시간에 많은 일을 하게, 준비 큐(ready queue)에

있는 프로세스는 적게, 응답 시간은 짧게 설정하는 것을 목표로 한다.

비선점형 방식

비선점형 방식(non-preemptive)은 프로세스가 스스로 CPU 소유권을 포기 하는 방법이며,

강제로 프로세스를 중지 하지 않는다. 따라서 컨텍스트 스위칭으로 인한 부하가 적다.

FCFS(First Come, First Served)는 가장 먼저 온 것을 가장 먼저 처리 하는 알고리즘이다.

길게 수행되는 프로세스 때문에 '준비 큐'에서 오래 기다리는 현상이 발생하는 단점이있다.

SJF(Shortest Job First)는 실행 시간이 가장 짧은 프로세스를 가장 먼저 실행 하는 알고리즘이다.

긴 시간을 가진 프로세스가 실행되지 않는 현상(starvation)이 일어나며 평균 대기 시간이

가장 짧다. 하지만 실제로는 실행 시간을 알 수 없기 때문에 과거의 실행했떤 시간을 토대로 추측해서

사용한다.

기존 SJF 스케줄링의 경우 긴 시간을 가진 프로세스가 실행되지 않는 현상이 있다.

이는 오래된 작업일수록 '우선순위를 높이는 방법(aging)'을 통해 단점을 보완한 알고리즘이다.

선점형 방식(preemptive)은 현대 운영체제가 쓰는 방식으로 지금 사용하고 있는 프로세스를 알고리즘

에 의해 중단 시켜버리고 강제로 다른 프로세스에 CPU 소유권을 할당하는 방식을 말한다.

라운드 로빈(RR, Round Robin)은 현대 컴퓨터가 쓰는 스케줄링인

우선순위 스케줄링(priority scheduling)의 일종으로 각 프로세스는 동일한 할당 시간을 주고

그 시간안에 끝나지않으면 다시 준비 큐(ready queue)의 뒤로 가는 알고리즘이다.

ex) q만큼 할당 시간이 부여되었고 N개의 프로세스가 운영 된다고 하면 (N - 1) * q 시간이 지나면

자기 차례가 오게 된다. 할당 시간이 너무 크면 FCFS가 되고 짧으면 컨텍스트 스위칭이 잦아져서

오버헤드, 즉 비용이 커진다. 일반적으로 전체 작업 시간은 길어지지만 평균 응답시간은 짧아 진다는

특성이 있다.

또한, 이 알고리즘은 로드밸런서에서 트래픽 분산 알고리즘으로도 쓰인다.!!

SJF는 중간에 실행 시간이 더 짧은 작업이 들어와도 기존 짧은 작업을 모두 수행하고 그 다음 짧은 작업

을 이어나가는데, SRF는 중간에 더 짧은 작업이 들어오면 수행하던 프로세스를 중지하고 해당

프로세스를 수행하는 알고리즘이다.

다단계 큐는 우선순위로 따른 준비 큐를 여러개 사용하고, 큐마다 라운드 로빈 이나 FCFS 등

다른 스케중링 알고리즘을 적용한 것을 말한다. 큐 간의 프로세스 이동이 안되므로 스케줄링 부담이

적지만 유연성이 떨어지는 특성이 있다.

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