3. 스케줄링 알고리즘

운영체제 2016. 3. 6. 00:32

3.1 스케줄링 성능 평가 기준

스케줄링 성능 평가 기준
- 평균 대기시간
  - 각 프로세스가 수행이 완료될 때까지 준비 큐에서 기다리는 시간의 합의 평균값

평균 반환시간
- 각 프로세스가 생성된 시점부터 수행이 완료된 시점까지의 소요시간의 평균값

-> 각 프로세스들의 대기/반환시간을 알아야….

3.2 다양한 스케줄링 알고리즘

FCFS 스케줄링
- FCFS(First-Come First-Served) 스케줄링
  - 비선점 스케줄링 알고리즘
  - 준비 큐에 도착한 순서에 따라 디스패치
- 장점
  - 가장 간단한 스케줄링 기법
- 단점
  - 짧은 프로세스가 긴 프로세스를 기다리거나, 중요한 프로세스가 나중에 수행될 수 있음
  - 프로세스들의 도착 순서에 따라 평균 반환시간이 크게 변함
SJF 스케줄링
- SJF(Shortest Job First) 스케줄링
  - 비선점 스케줄링 알고리즘
  - 준비 큐에서 기다리는 프로세스 중 실행시간이 가장 짧다고 예상된 것을 먼저 디스패치
- 장점
  - 일괄처리 환경에서 구현하기 쉬움
- 단점
  - 실행 예정시간 길이를 사용자의 추정치에 의존하기 때문에 실제로는 먼저 처리할 작업의
    CPU 시간을 예상할 수 없음
SRT 스케줄링
- SRT(Shortest Remaining Time) 스케줄링
  - 선점 스케줄링 알고리즘
  - 실행이 끝날 때까지 남은 시간 추정치가 가장 짧은 프로세스를 먼저 디스패치
- 장점
  - SJF보다 평균 대기시간이나 평균 반환시간에서 효율적
  - 대화형 운영체제에 유용
- 단점
  - 각 프로세스의 실행시간 추적, 선점을 위한 문맥 교환 등 SJF보다 오버헤드가 큼
    (문맥교환에도 시간 소요)
RR 스케줄링
- RR(Round Robin) 스케줄링
  - 선점 스케줄링 알고리즘
  - 준비 큐에 도착한 순서에 따라 디스패치하지만 정해진 시간 할당량에 의해 실행을 제한
  - 시간 할당량 안에 완료되지 못한 프로세스는 준비 큐의 맨 뒤에 배치
- 장점
  - CPU를 독점하지 않고 공평하게 이용
  - 대화형 운영체제에 유용
- 단점
  - 시간 할당량이 너무 크면 FCFS 스케줄링과 같아짐
  - 시간 할당량이 너무 작으면 문맥 교환에 따른 오버헤드가 크게 증가함
HRN 스케줄링
- HRN(Highest Response Ratio Next) 스케줄링
  - 비선점 스케줄링 알고리즘
  - 준비 큐에서 기다리는 프로세스 중 응답비율이 가장 큰 것을 먼저 디스패치
  - 예상 실행시간이 짧을수록, 대기시간이 길수록 응답비율이 커짐
    
    *응답비율 = (대기시간+예상실행시간)/예상실행시간=대기시간/예상실행시간 + 1
- 장점
  - SJF의 단점을 보완
다단계 피드백 큐 스케줄링
- 다단계 피드백 큐 스케줄링
  - 선점 스케줄링 알고리즘
  - I/O 중심 프로세스와 CPU 중심 프로세스의 특성에 따라 서로 다른 시간 할당량 부여
  - n개의 단계(단계 1~ 단계 n)
  - 각 단계마다 하나씩의 큐 존재
  - 단계가 커질수록 시간 할당량도 커짐
- 스케줄링 방법
  - 신규 프로세스는 단계 1의 큐에서 FIFO 순서에 따라 CPU 점유
  - 입출력 같은 이벤트가 발생하면 CPU를 양보하고 대기상태로 갔다가
    다시 준비상태가 될 때에는 현재와 동일한 단계의 큐에 배치
  - 마지막 단계 n에서는 RR 스케줄링 방식으로 동작
  - 단계 k의 큐에 있는 프로세스가 CPU를 할당 받으려면 단계 1부터 단계 k - 1 까지 모든 큐가 비어있어야만 함
- 장점
  - I/O위주의 프로세스(대화형)는 높은 우선권 유지
  - 연산위주의 CPU 중심 프로세스는 낮은 우선권이지만 긴 시간 할당량 가짐
- 적응적 다단계 피드백 큐 스케줄링
  - 시간 할당량을 다 쓰기 전에 CPU를 반납하는 경우 하나 작은 단계의 큐로 이동 배치
  - 연산 위주의 프로세스가 I/O 위주로 바뀐다면 점점 작은 단계로 배치 가능
스케줄링 알고리즘 요약