CPU 스케줄링
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스케줄링은 다중 프로그래밍을 가능하게 하는 운영체제의 동작 기법이다. 운영체제는 프로세스들에게 CPU 배정을 적절히 함으로써 시스템의 성능을 개선할 수 있다.
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[편집] 단계
- 1단계 스케줄링
- 작업 스케줄링(Job schuduling)이라고도 한다. 어느 작업부터 시스템 내의 자원들을 실제로 사용할 수 있도록 할지를 결정한다. 작업들이 시스템에 들어오는 것을 승인하는 것이기 때문에 승인 스케줄링(Admission scheduling)이라고도 한다.
- 2단계 스케줄링
- 어느 프로세스부터 CPU를 차지할 수 있게 할지를 결정한다. 프로세스들을 보류시키고 다시 활성화시키는 기법을 사용하여 시스템에 대한 단기적인 부하를 조절한다. 그렇게 함으로써 시스템을 적절히 운영할 수 있다. 작업 승인(1단계)와 CPU 배당(3단계) 사이의 완충 작용을 한다.
- 3단계 스케줄링
- CPU가 사용가능한 경우 어느 프로세스에게 배당할지를 결정한다.
[편집] 결정 시점
CPU 스케줄링의 결정 시점은 다음과 같은 프로세스의 상태 변화가 있을 때이다.
- 수행 → 대기
- 수행 → 준비
- 대기 → 준비
- 수행 → 종료
[편집] 비선점형과 선점형
스케줄링 적용 시점에 따라 비선점형과 선점형의 2가지로 구분할 수 있다. 비선점형은 위의 결정 시점 중 1번과 4번의 상황에서만 수행되며, 선점형은 1번에서 4번까지 모든 상황에서 수행된다.
- 비선점형 스케줄링(Non-preemptive Scheduling) : 어떤 프로세스가 CPU를 할당 받으면 그 프로세스가 종료되거나 입출력 요구가 발생하여 자발적으로 중지될 때까지 계속 실행되도록 보장한다. 선점 방식보다 스케줄러 호출 빈도 낮고 문맥 교환에 의한 오버헤드가 적다. 일괄 처리 시스템에 적합하며, CPU 사용 시간이 긴 하나의 프로세스가 CPU 사용 시간이 짧은 여러 프로세스를 오랫동안 대기시킬 수 있으므로, 처리율이 떨어질 수 있다는 단점이 있다.
- 선점형 스케줄링(Preemptive Scheduling) : 어떤 프로세스가 CPU를 할당받아 실행 중에 있어도 다른 프로세스가 실행 중인 프로세스를 중지하고 CPU를 강제로 점유할 수 있다. 모든 프로세스에게 CPU 사용 시간을 동일하게 부여할 수 있다. 빠른 응답시간을 요하는 대화식 시분할 시스템에 적합하며 긴급한 프로세서를 제어할 수 있다. '운영체제가 프로세서 자원을 선점'하고 있다가 각 프로세스의 요청이 있을 때 특정 요건들을 기준으로 자원을 배분하는 방식이다.
[편집] 정적 스케줄링과 동적 스케줄링
프로세스의 우선순위 변동 여부에 따라 정적 스케줄링과 동적 스케줄링으로 구분할 수 있다.
- 정적 스케줄링(Static Scheduling) : 프로세스에 부여된 우선순위가 바뀌지 않는다. 고정우선순위 스케줄링이라고도 한다.
- 동적 스케줄링(Dynamic Scheduling) : 스케줄링 과정에서 프로세스의 우선순위를 변동시킨다. 유동우선순위 스케줄링이라고도 한다.
[편집] 스케줄링 알고리즘
- 비실시간 프로세스 스케줄링
- FCFS 스케줄링(First Come First Served Scheduling)
- SJF 스케줄링(Shortest Job First Scheduling)
- SRTF 스케줄링(Shortest Remaining-Time First Scheduling)
- RR 스케줄링(Round Robin Scheduling)
- HRN 스케줄링
- 다단계 큐 스케줄링(Multilevel Queue Scheduling)
- 다단계 피드백 큐 스케줄링(Multilevel Feedback Queue Scheduling)
- 실시간 프로세스 스케줄링
[편집] 평가 기준
스케줄링 알고리즘은 다음과 같은 기준을 통해 평가할 수 있다.
