[쉽게 배우는 운영체제](요약)[Part-2][Ch-4] CPU 스케줄링

이 글은 "쉽게 배우는 운영체제 (조성호 지음)"을 읽고 주관적으로 작성된 글입니다.

출처 : https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B5471691739

※ 요약

1. CPU 스케줄링
   
   • CPU 스케줄러가 프로세스가 생성된 후 종료될 때까지 모든 상태 변호를 조정하는 일
     
2. 스케줄링의 단계
   • CPU 스케줄링의 규모에 따른 분류
   • 고수준 스케줄링
     - 시스템 내의 전체 프로세스 수를 조절
     
   • 중간 수준 스케줄링
     - 과부하를 막기 위해 활성화된 프로세스 수를 조절
   •  저수준 스케줄링
     - CPU에 할당하고 대기 상태로 보낼 프로세스를 결정
3. 스케줄링 목적
   • 공평성
     - 모든 프로세스가 자원을 공평하게 나누고, 자원을 받지 못하는 프로세스가 없어야 함
   • 효율성
     - 자원의 유휴 시간을 없애고, 자원 사용을 원하는 프로세스에게 우선권을 줌
     
   • 안정성
     - 중요한 프로세스에 우선순위를 주고 자원을 점유/손상하려는 프로세스로부터 자원 보호
   • 확장성
     - 한정된 자원에서 프로세스가 증식해도 안정적인 시스템 유지
     - 자원이 늘어나는 경우 혜택 반영
   • 반응 시간 보장
     - 사용자를 위한 반응 시간 보장
     - 사용자는 반응 시간이 느리면 시스템이 멈춘 것으로 판단함
   • 무한 연기 방지 (Starvation)
     - 특정 프로세스의 작업이 무한히 연기되는 것을 방지
4. 스케줄링 시 고려사항
   • 우선순위가 높은 프로세스에 CPU를 먼저 할당해야함
   • 우선순위가 높은 프로세스
     - 커널 프로세스
     - 전면 프로세스 : 사용자와 현재 상호작용(입출력)하는 프로세스(창)
     - 대화형 프로세스
     - 입출력 집중 프로세스 : I/O로 suspend되는 프로세스
   • 우선순위가 낮은 프로세스
     - 일반 프로세스
     - 후면 프로세스 : Background 프로세스 (압축 등)
     - 일괄 작업 프로세스
     - CPU 집중 프로세스 : CPU를 할당받아야 처리
5. 다중 큐
   • 효율적인 프로세스 관리를 위해 다수의 큐를 운영하는 것
   • 준비상태 프로세스
     - 각 우선순위를 담당하는 큐를 운영
   • 대기상태 프로세스
     - 각 요구하는 입출력을 담당하는 큐 운영
6. 스케줄링 알고리즘
   • FCFS (First Come First Start)
     - 준비 큐에 도착한 순서대로 CPU에 할당
     - 비선점형
   • SJF (Shortest Job First)
     - 실행 시간이 가장 짧은 순서대로 CPU에 할당
     - 비선점형
   • HRN (Highest Response ratio Next)
     - 대기 시간과 사용 시간을 고려하여 스케줄링
     - 우선순위 = 대기시간 + 사용시간 / 사용시간
     - 비선점형
   • RR (Round Robin)
     - 할당된 시간이 끝나면 작업중인 프로세스를 준비 큐로 push하는 방식
     - 선점형
   • SRT (Shortest Remaining Time)
     - RR기반에서 남은 작업시간이 가장 적은 프로세스를 선택하는 방식
     - 선점형
   • 우선순위 스케줄링
     - 프로세스의 우선순위를 반영하여 CPU에 할당
     - 선점형/비선점형
   • 다단계 큐 스케줄링
     - 우선순위에 따라 준비 큐를 여러개 사용
     - 비선점형
   • 다단계 피드백 큐 스케줄링
     - 다단계 큐 기반에서 CPU를 사용한 프로세스의 우선순위를 낮추는 방식

 

1. 스케줄링의 개요

1) 식당 관리자의 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

2) 스케줄링의 단계

• 쩜
  • 쩜

3) 스케줄링의 목적

• 쩜
  • 쩜

 

2. 스케줄링 시 고려 사항

1) 선점형 스케줄링과 비선점형 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

2) 프로세스 우선순위

• 쩜
  • 쩜

3) CPU 집중 프로세스와 입출력 집중 프로세스

• 쩜
  • 쩜

4) 전면 프로세스와 후면 프로세스

• 쩜
  • 쩜

5) 정리

• 쩜
  • 쩜

 

3. 다중 큐

1) 준비 상태의 다중 큐

• 쩜
  • 쩜

2) 대기 상태의 다중 큐

• 쩜
  • 쩜

 

4. 스케줄링 알고리즘

1) 스케줄링 알고리즘의 선택 기준

• 쩜
  • 쩜

2) FCFS 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

3) SJF 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

4) HRN 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

5) 라운드 로빈 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

6) SRT 우선 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

7) 우선순위 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

8) 다단계 큐 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

9) 다단계 피드백 큐 스케줄링

• 쩜
  • 쩜

 

5. [심화학습] 인터럽트 처리

1) 인터럽트의 개념

• 쩜
  • 쩜

2) 동기적 인터럽트와 비동기적 인터럽트

• 쩜
  • 쩜

3) 인터럽트 처리 과정

• 쩜
  • 쩜

4) 인터럽트와 이중 모드

• 쩜
  • 쩜