스케줄링은 다중 프로그래밍을 가능하게 하는 운영 체제의 동작 기법이다. CPU 스케줄링의 주요 기능은 CPU가 유휴 상태일 때마다 운영체제가 준비 대기열에 있는 프로세스 중 적어도 하나를 선택하도록 하는 것이다.
스케줄링의 목적은 다음과 같다.
- CPU 사용률을 최대화
- 응답 시간과 대기 시간을 최소화
비선점형 스케줄링
비선점형 스케줄링은 프로세스가 종료되거나 실행 상태에서 대기 상태로 전환될 때 사용된다.
선점 스케줄링
선점형 스케줄링은 프로세스가 실행 상태에서 준비 상태로 또는 대기 상태에서 준비 상태로 전환될 때 사용된다.
- Process가 CPU를 비롯한 resource를 사용하고 있어도 OS가 강제로 빼앗(interrupt)을 수 있다.
- 하나의 Process가 CPU를 점유할 수 없다.
- Timer Interrupt가 발생하면 OS가 다음 Process에게 resource를 할당한다.
- Process 간에 데이터 공유 시, 일관성 유지에 따른 비용이 발생한다.
- Context Switch 과정에서 overhead가 발생한다.
알고리즘
처리량·응답 시간·공정성 중 어떤 목표를 중시하느냐에 따라 알고리즘이 달라진다.
| 알고리즘 | 선택 기준 | 특징과 한계 |
|---|---|---|
| FCFS | 먼저 도착한 순서대로 실행 (큐 방식) | 단순한 비선점 방식이지만 긴 작업 뒤에 짧은 작업이 밀리는 Convoy Effect 발생 |
| SJF / SRT | 다음 CPU 실행 시간이 짧은 작업 우선 / 남은 시간이 짧은 작업 우선 | 각각 비선점 / 선점 방식이며, 실행 시간 예측이 필요하고 긴 작업의 기아 가능 |
| Priority | 높은 우선순위 작업부터 실행 | 선점·비선점 모두 가능하며 낮은 우선순위 작업의 기아 가능 |
| Round Robin | 정해진 타임 퀀텀(time-slice)만큼 번갈아 실행 | 응답성과 공정성에 유리하지만 퀀텀이 작으면 문맥 교환 증가 |
| MLFQ (Multilevel Queue) | 프로세스들을 그룹화하여 그룹마다 큐를 두는 방식 | 짧고 대화형인 작업을 우대하며, 우선순위 조정 정책이 중요 |
출처 및 참고자료
https://www.geeksforgeeks.org/operating-systems/cpu-scheduling-in-operating-systems/
https://www.youtube.com/watch?v=LgEY4ghpTJI&list=PLcXyemr8ZeoQOtSUjwaer0VMJSMfa-9G-&index=9
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8A%A4%EC%BC%80%EC%A4%84%EB%A7%81_(%EC%BB%B4%ED%93%A8%ED%8C%85)