CPU 스케줄링?

• OS가 프로세스들에게 CPU 자원을 분배하는 것

프로세스 우선순위

• 사용자가 직접 설정하거나, OS 기본값으로 설정되어 있음
• ex. 입출력 집중 프로세스 > CPU 집중 프로세스

스케줄링 큐

• 반드시 FIFO 일 필요는 없다

• Ready Queue (준비큐)
  • CPU를 이용하기 위해 기다리는 줄
• Blocked Queue (대기큐)
  • 입출력장치를 이용하기 위해 기다리는 줄
  • 같은 장치를 요구한 프로세스들은 같은 큐에서 대기

선점형, 비선점형 프로세스 스케줄링

• 프로세스 A: 저.. 너무 급한데 CPU좀 쓰면 안될까요?ˀ
• Preemptive Scheduling (선점형 스케줄링)
  • OS: 기다리세욤
• Non-preemptive Scheduling (비선점형 스케줄링)
  • OS: 지금 CPU 사용 중인 프로세스 B거 뺏어왔어요 쓰세요
  • 장점 - 한 프로세스의 자원 독점을 막고 프로세스들에 고루 자원 배분
  • 단점 - 컨텍스트 스위칭 과정에서 오버헤드 발생

CPU 스케줄링 알고리즘

1. FCFS/FIFO - 선입 선처리 스케줄링

   → 교수님 왈) 수십년전 방식. 이걸 쓰면 운영체제라고 부를 수 없을 정도로 구리다.

   • 레디큐에 삽입된 순서대로 처리
   • 비선점형 스케줄링
   • 문제점) 프로세스들이 기다리는 시간이 매우 길어질 수 있음 (= convoy effect 호위 효과, 교수님 왈) 똥차효과.. 긴 프로세스 똥차가 CPU 점유해서 도로 막고있음)

2. SJF - 최단 작업 우선 스케줄링

   • 호위 효과 방지
   • 선점형 / 비선점형 두가지 방식으로 구현가능 (다음 짧은 작업이 들어왔을 때 선점할 것인가)
   • 옵티멀이긴 하나, 과연 이걸 구현할 수 있을까? CPU burst time을 우리가 알 수 있을까? 없다.
   • 과거의 데이터들을 보고 예측해야 한다. → 지수적 평균을 낸다. (왜?: 최근의 값이 더 신뢰성이 있으므로 가중치를 주기 위함.)

   → 교수님 왈) 이 데이터를 기록하는것조차 리소스 낭비이다. 이론적으로 옵티멀일 뿐 구리다.

3. RR - Round Robin 스케줄링

   → 드디어 시분할 됨. 정해진 시간만큼만 프로세스가 점유

   • FCFS + 타임 슬라이스 (각 프로세스가 CPU를 사용할 수 있는 정해진 시간)
   • 즉 일단 큐에 삽입된 순서대로 CPU 이용하되, 정해진 시간만큼만 이용
   • 정해진 시간을 모두 사용하였음에도 아직 프로세스 완료되지 않았다면 다시 큐의 맨 뒤에 삽입 (컨텍스트 스위칭)
   • 선점형 스케줄링

4. SRT - 최소 잔여 시간 우선 스케줄링

   • SJF + RR
   • 즉 정해진 시간만큼 CPU를 이용하되, 다음으로 CPU를 사용할 프로세스로는 남은 작업 시간이 가장 적은 프로세스 선택
   • 선점형 스케줄링

5. 우선순위 스케줄링

   • 우선순위가 같은 프로세스들은 FCFS로 스케줄링
   • SJF, SRT ⊂ 우선 순위 스케줄링
   • 문제점) starvation (우선순위가 낮은 프로세스는 끝끝내 실행되지 않을수도…)
   • 해결방법) aging - 오랫동안 대기한 프로세스의 우선순위를 점차 높이기