CPU 스케쥴링의 종류

[yeonjaee]

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CPU 스케줄링은 컴퓨터 시스템에서 여러 프로세스가 CPU를 사용할 수 있는 순서를 정하는 방법을 의미함.

1. First-Come, First-Served (FCFS) 스케줄링: 이 방법은 가장 간단하며, 처음 도착한 프로세스부터 순서대로 CPU를 할당합니다. FCFS는 먼저 도착한 프로세스가 CPU를 많이 사용하면 다른 프로세스가 오랫동안 기다려야하는 'convoy effect'를 발생시킬 수 있습니다.

2. Shortest-Job-Next (SJN) 또는 Shortest Job First (SJF) 스케줄링: 이 방법은 다음에 실행할 프로세스를 선택할 때 가장 짧은 실행 시간을 가진 프로세스를 선택합니다. SJN 스케줄링은 평균 대기 시간을 최소화하지만, 실행 시간을 미리 알 수 없는 경우에는 사용할 수 없습니다.

3. Priority Scheduling: 이 방법은 각 프로세스에 우선순위를 할당하고, 가장 높은 우선순위를 가진 프로세스부터 CPU를 할당합니다. 하지만 낮은 우선순위의 프로세스가 계속해서 대기하게 되는 'starvation' 문제가 발생할 수 있습니다.

4. Round Robin (RR) 스케줄링: RR 스케줄링은 각 프로세스에 일정한 시간 (time quantum 또는 time slice)을 할당하고, 이 시간이 끝나면 다음 프로세스에게 CPU를 넘겨줍니다. 이 방법은 모든 프로세스가 공정하게 CPU를 사용할 수 있지만, time quantum의 크기를 어떻게 설정하느냐에 따라 성능이 크게 달라질 수 있습니다.

5. Multilevel Queue Scheduling: 이 방법은 프로세스를 여러 개의 큐에 나누고, 각 큐에 다른 스케줄링 알고리즘을 적용합니다. 예를 들어, 시스템 프로세스를 위한 큐는 높은 우선순위를 가지고 RR 스케줄링을 적용하고, 사용자 프로세스를 위한 큐는 낮은 우선순위를 가지고 FCFS 스케줄링을 적용하는 식입니다.

6.Multilevel Feedback Queue Scheduling: 이 방법은 Multilevel Queue Scheduling을 확장한 것으로, 프로세스가 다른 큐로 이동할 수 있도록 합니다. 예를 들어, 프로세스가 할당된 시간 (time quantum) 동안 실행을 완료하지 못하면 더 낮은 우선순위의 큐로 이동하게 됩니다. 이 방법은 프로세스의 행동에 따라 동적으로 우선순위를 변경할 수 있어 매우 유연하지만, 구현이 복잡합니다.

7. Fair Share Scheduling: 이 방법은 사용자나 그룹별로 CPU의 사용 비율을 분배하여 시스템 자원을 공정하게 나누려는 목표를 가지고 있습니다. 각 사용자 또는 그룹에 대해 CPU 사용 시간의 제한을 두어, 특정 사용자나 그룹이 자원을 독점하는 것을 방지합니다.

각 CPU 스케줄링 알고리즘은 장단점과 적합한 사용 경우가 있으며, 실제 시스템에서는 여러 알고리즘을 혼합하여 사용하기도 합니다. 예를 들어, 실시간 시스템에서는 데드라인이 있는 프로세스를 먼저 스케줄링하는 실시간 스케줄링 알고리즘을 사용할 수 있습니다.