목표

• Multi-Programming 운영체제의 기반인 CPU 스케줄링 소개
• 다양한 CPU 스케줄링 알고리즘
• CPU 스케줄링 알고리즘 선택을 위한 평가 기준
• 스케줄링 알고리즘 사례

1. 기본개념

• Multi-Programming의 목적은 CPU 이용률을 최대화하는 것
• CPU-I/O Burst Cycle
  • 프로세스의 실행은 CPU 실행(CPU burst)과 I/O 동안 대기(I/O burst)의 사이클로 구성됨

<aside> 💡 CPU burst란? 프로세스가 CPU를 사용하여 실행될 때 걸리는 시간입니다. 즉, 프로세스가 CPU를 사용하여 일을 처리하는 동안의 시간을 뜻합니다. 이러한 CPU burst는 프로세스 스케줄링과 CPU 성능 평가에서 중요한 역할을 합니다.

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<aside> 💡 I/O burst란? 프로세스가 입출력 작업을 수행하는 동안 CPU를 사용하지 않고 대기하는 시간을 뜻합니다. 이 시간 동안 운영체제는 다른 프로세스에 CPU를 할당할 수 있어 시스템 전체적인 성능을 향상시킬 수 있습니다.

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CPU Scheduler

ready queue에 있는 프로세스들 중 하나를 선택하여 이 프로세스에게 CPU를 할당

프로세스의 상태

CPU Scheduling 시점

• CPU scheduling 결정은 process가 다음 상황일 때 발생 가능

  1. Run 상태에서 Wait 상태로 전환
  2. Run 상태에서 Ready 상태로 전환
  3. Wait 상태에서 Ready 상태로 전환
  4. Terminate

• 비선점(non-preemptive) 스케줄링 - cooperative 스케줄링

  1번 4번 경우는 선택의 여지가 없음, 이 경우에만 스케줄링 하는 방법

• 선점(preemptive) 스케줄링

  모든 경우에 스케줄링 가능한 방법

  CPU 독점을 방지하거나(timer), 프로세스 우선순위를 반영하고자 할 때 2, 3번의 경우(ready queue가 변화)에 스케줄링 할 수 있음