Operating system (6) CPU Scheduling - 2

March 9, 2024

이용률
처리율
사용자 입장에서의 성능척도
- 소요시간, 반환시간(프로세스의 시작과 종료를 뜻하는게 아닌 프로세스가 레디큐에 들어와서 나가기까지의 시간만을 뜻함)
- 대기시간(순수하게 줄서서 기다리는 시간)
- 응답시간(레디큐에 들어와서 처음 cpu를 얻을때까지의 시간)

대기시간과 응답시간의 차이는 대기시간은 CPU를 넘겨주고 다시 Ready상태인 모든 시간을 합한것을 뜻하고 응답시간은 처음 들어와서 cpu를 얻을때까지의 시간을 뜻함

CPU burst time이 가장 짧은 프로세스를 제일 먼저 스케줄
minnum average waiting time을 보장
- Nonpreemptive - 한번 CPU를 잡으면 이번 burst가 완료될 때까지 CPU를 빼앗기지 않음
- Preemptive - 더 짧은 친구가 도착하면 뺏어서 넘겨줌 (SRTF)
  - 구체적으로 스케줄러는 문맥 교환을 수행할 수 있음. 실행 중인 프로세스를 잠시 중단시킬 수 있고, 다른 프로세스를 재개 및 시작시킬 수 있음.
  - 최단 잔여시간 우선(Shortest Time-to-Completion First, STCF) 또는 선점형 최단 작업 우선 (PSJF)으로 알려진 스케줄러
  - 작업의 길이를 미리 알고 있고, 작업이 오직 CPU만 사용하며, 평가 기준이 반환 시간 하나라면, STCF는 매우 훌륭한 정책이다.
문제점
- CPU burst time이 엄청 긴 프로세스는 항상 후순위로 밀리는 문제가 있음(Starvation)
- 여러 프로세스가 동시에 도착되었을때, 후순위로 갈수록 응답 시간(Response time)이 좋지 않다. (응답 시간 : 작업이 도착하고 스케줄될때까지의 시간)
- CPU 사용시간을 미리 알 수 없음(추정은 가능)

라운드 로빈 스케줄링은 일정 시간 프로세스를 실행하고 실행 큐의 다음 작업으로 전환한다.

일정 시간 → time slice(scheduling quantam)

기본적인 방식은 여러개의 큐를 두어서 비어있지 않은 큐 중에 우선순위가 높은 큐 순서대로 처리하는 방식을 뜻함. 아래에서 설명하는 문제점을 해결하였을 때, 다음과 같은 규칙을 가진다.

규칙 1 : 우선순위 (A)> 우선순위 (B) 일 경우, A가 실행, B는 실행되지 않는다.
규칙 2 : 우선순위 (A) = 우선순위 (B), A와 B는 RR 방식으로 실행된다.
규칙 3 : 작업이 시스템에 들어가면 최상위 큐에 배치된다.
규칙 4 : 작업이 지정된 단계에서 배정받은 시간을 소진하면 (CPU를 포기한 횟수와 상관없이), 작업의 우선순위는 감소한다 (즉, 한 단계 아래 큐로 이동한다).
규칙 5 : 일정 주기 S 가 지난 후, 시스템의 모든 작업을 최상위 큐로 이동시킨다.

Boost : 일정 기간 S 가 지나면, 시스템의 모든 작업을 최상위 큐로 이동시킨다. → 기아 문제와 낮은 큐에서의 I/O 문제를 해결할 수 있음
MLFQ의 각 단계에서 CPU 총 사용 시간을 측정 → time slice 되기 직전에 우선순위 유지만을 위한 I/O작업을 넣는다고 해도 측정된 총 사용시간에 따라서 우선순위가 바뀌게 됨

참조

[운영체제 - 이화여자대학교

KOCW 공개 강의](http://www.kocw.net/home/search/kemView.do?kemId=1046323)

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