CPU 스케줄링

CPU는 한번에 제한된 갯수의 스레드만 처리할 수 있기 때문에 이에 대한 스케줄링 작업이 필요하다.

이것은 스레드가 어떤 우선순위를 가지고 CPU를 얼만큼 사용할 것인지 결정하고 수행하는 과정으로

시간당 처리되는 건수를 높여서 CPU의 효율을 높여주기 위함이다.

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이러한 스케줄링 알고리즘은 크게 선점형과 비선점형으로 나뉜다.

선점형은 먼저 수행 중인 스레드의 CPU 사용권이 다른 스레드에 의해 빼앗길 수 있는 알고리즘으로

스레드의 작업이 끝나지 않은 상황에서 중지하고 다른 스레드가 수행될 경우 다시 돌아와서

이어서 작업을 수행해야 하기 때문에 지금까지 수행한 모든 내용을 보관해 둔 후,

새로 시작하는 작업에 대한 내용을 새로 적재해 주어야 하는데 이를 문맥교환(Context Switching)이라 한다.

비선점형은 이와 반대로 먼저 수행 중인 스레드가 자발적으로 CPU 사용권을 넘기지 않는 이상

다른 스레드가 사용권을 빼앗을 수 없는 알고리즘이다.

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진짜 왜 필요한가?

스케줄링이 필요한 이유에 대해 좀 더 이야기 해보자면 우리는 어떠한 일들을 처리할 때

어떤 일을 어느시간에 어떻게 처리할지 계획을 세우곤 한다.

장을 본다거나 혹은 회사에서 프로젝트를 진행할 때가 그렇다.

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물론 간단한 것은 굳이 계획을 세울 필요없이 즉흥적으로 진행하는 경우도 있겠지만

이런식의 일처리는 사람만 가능한 것이지 컴퓨터는 어쨌든 논리적으로 일만 처리가 가능하니

논외로 치도록 하자.

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어찌되었건 다시 본론으로 돌아오면 일들을 처리함에 앞서 계획을 세우는 이유는

일을 좀 더 효율적으로 처리하기 위함이다. 효율적이라 함은 시간과 노력을 조금이라도 줄인다는 말이다.

CPU의 스케줄링이 필요한 이유도 이와 다르지 않다.

우리가 계획을 세워서 문서로 남겨놓는다면 CPU 스케줄링에서는 Ready 큐 에 담아놓는다.

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선점형 알고리즘

SRT(Shortest Remaining Time) 스케줄링

처리시간이 짧은 순서대로 우선순위를 높게 부여해서 CPU 사용권을 선점하도록 하는 알고리즘이다.

라운드로빈(Round-Robin)스케줄링

요청이 들어오는 순서대로 동일한 CPU 사용시간을 할당하는 알고리즘으로

그 시간이 초과하면 작업의 종류여부와 관계없이 다음 스레드가 CPU 사용권을 가져간다.

다단계 큐(Multi-level Queue) 스케줄링

Ready큐를 여러 개 사용하는 기법으로 각각의 큐는 서로 다른 스케줄링 알고리즘이 사용될 수 있으며

큐와 큐 사이에도 우선순위가 부여된다.

다단계 피드백 큐(Multilevel Feedback Queue) 스케줄링

다단계 큐의 발전형태로 다단계 큐 스케줄링에서는 스레드가 하나의 큐에 영구적으로 할당되지만,

다단계 피드백 큐 스케줄링에서는 스레드들이 큐를 갈아탈 수 있다.

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비선점형 알고리즘

FCFS (First Come First Served) 스케줄링

요청이 들어온 순서대로 CPU 사용권을 부여하는 알고리즘으로 먼저 수행중인 스레드가 끝나기 전까지

중간에 다른 스레드가 CPU 사용권을 선점할 수 없다.

SJF (Shortest Job First) 스케줄링

선점형 알고리즘 중 SRT 스케줄링과 유사한데 비선점인 점만 다르다.

HRRN (Highest Response Ratio Next) 스케줄링

SJF 스케줄링의 발전형으로 단순 처리시간만으로 우선순위를 정하지 않고 대기시간도 추가로 고려하여

우선순위를 정한다.

 

https://dmzld.tistory.com/18