[쉽게 배우는 운영체제] 4장 : CPU 스케줄링 (1/2) [OS]

스케줄링의 개요

CPU 스케줄러

프로세서 스케줄러라고도 하며 프로세스가 생성된 후 종료될 때까지 모든 상태 변화를 조정한다.

 

 

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스케줄링 단계

1. 고수준 스케줄링
2. 저수준 스케줄링
3. 중간 수준 스케줄링

(1) 고수준 스케줄링

- 시스템 내의 전체 작업 수를 조절하는 일

- 가장 큰 틀에서 이루어지는 CPU 스케줄링

- 장기 스케줄링, 작업 스케줄링이라고도 한다.

 

(2) 저수준 스케줄링

- 어떤 프로세스에 CPU를 할당할지, 어떤 프로세스를 대기 상태로 보낼지 등을 결정하는 일

- 가장 작은 단위의 CPU 스케줄링

- 단기 스케줄링이라고도 한다.

 

(3) 중간 수준 스케줄링

- 중지와 활성화로 전체 시스템의 활성화된 프로세스 수를 조절하여 과부하를 막는 일

- 고수준 스케줄링과 저수준 스케줄링 사이에 일어나는 CPU 스케줄링

-저수준 스케줄링이 원만하게 이루어지도록 완충하는 역할

 

 

 

 

스케줄링의 목적

• 공평성 :  모든 프로세스가 자원을 공평하게 배정받아야 하며, 자원 배정 과정에서 특정 프로세스가 배제되어서는 안 된다.
• 효율성 : 시스템 자원이 유휴 시간 없이 사용되도록 스케줄링을 하고, 유휴 자원을 사용하려는 프로세스에는 우선권을 주어야 한다.
• 안정성 : 우선순위를 사용해 중요 프로세스가 먼저 작동하도록 배정함으로써 시스템 자원을 점유하거나 파괴하려는 프로세스로부터 자원을 보호해야 한다.
• 확장성 : 프로세스가 증가해도 시스템이 안정적으로 작동하도록 조치하고 시스템 자원이 늘어나는 경우 이 혜택이 시스템에 반영되게 해야 한다.
• 반응시간 보장 : 응답이 없는 경우 사용자는 시스템이 멈춘 것으로 가정하기 때문에 시스템은 적절한 시간 안에 프로세스의 요구에 반응해야 한다.
• 무한 연기 방지 : 특정 프로세스의 작업이 무한히 연기되어서는 안 된다.

 

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스케줄링 시 고려 사항

선점 : 빼앗을 수 있음

비선점 : 빼앗을 수 없음

 

• 선점형 스케줄링 : 운영체제가 CPU를 강제로 빼앗을 수 있는 스케줄링 방식
• 비선점형 스케줄링 : 다른 프로세스가 CPU를 강제로 빼앗을 수 없는 스케줄링 방식

 

구분	선점형	비선점형
작업 방식	실행 상태에 있는 작업을 중단시키고 새로운 작업을 실행 가능	실행 상태에 있는 작업이 완료될 때까지 다른 작업이 불가능하다.
장점	프로세스가 CPU를 독점할 수 없어 대화형이나 시분할 시스템에 적합	CPU 스케줄러의 작업량이 적고 문맥 교환의 오버헤드가 적다.
단점	문맥 교환의 오버헤드가 많다.	기다리는 프로세스가 많아 처리율이 떨어진다.
사용	시분할 방식 스케줄러에 사용	일괄 작업 방식 스케줄러에 사용
중요도	높다	낮다

 

프로세스 우선순위

우선순위가 있다는 것은 프로세스의 중요도가 다르다는 의미이다.

따라서 우선순위가 높으면 더 빨리 자주 실행되고, 더 오래 차지한다.

우선순위가 없다면 프로세스의 중요도가 같다는 의미이다.

 

*우선순위

 

 

CPU 집중 프로세스와 입출력 집중 프로세스

▶ CPU 집중 프로세스

 - 수학 연산과 같이 cpu를 많이 사용하는 프로세스로 CPU 버스트가 많은 프로세스

 

▶ 입출력 집중 프로세스

 - 저장장치에서 데이터를 복사하는 일과 같이 입출력을 많이 사용하는 프로세스로 입출력 버스트가 많은 프로세스

 

▶ 사이클 훔치기

 - 입출력 집중 프로세스가 CPU 집중 프로세스보다 실행 상태에 먼저 들어가는 경우

 

 

전면 프로세스와 후면 프로세스

전면 프로세스

 - GUI를 사용하는 운영체제에서 화면의 맨 앞에 놓인 프로세스

 - 현재 입력과 출력을 사용하는 프로세스

 - 사용자와 상호작용이 가능하여 상호작용 프로세스라고도 한다.

 

후면 프로세스

 - 사용자와 상호작용 없는 프로세스

 - 사용자의 입력 없이 작동하기 때문에 일괄 작업 프로세스라고도 한다.

 

 

 

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