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📌 CPU 스케줄링

1. CPU 스케줄링이란?

• 실행 가능한 여러 프로세스 중 누가 CPU를 사용할지 결정하는 과정
• 우선순위, 도착 시간, 실행 시간 등을 고려해 CPU 자원을 효율적으로 분배함

2. 스케줄링이 필요한 이유

이유	설명
한정된 자원	CPU는 동시에 하나의 명령만 실행 가능
다수의 프로세스	여러 프로그램이 동시에 실행됨
자원의 효율적 사용	I/O 대기 시 다른 프로세스가 CPU 사용 가능
시스템 응답성 향상	빠른 반응을 위해 CPU 할당 필요

3. 비선점형 vs 선점형 스케줄링

항목	비선점형	선점형
CPU 회수 방식	프로세스가 스스로 반환	운영체제가 강제로 회수
장점	단순, 안정성	응답성 우수, 공정성 ↑
단점	반응성 ↓	문맥 전환 비용 존재
예시	일부 임베디드 시스템	현대 운영체제 대부분

4. 스케줄링 큐

• Ready 큐: CPU를 기다리는 프로세스 목록
• Device 큐: I/O 작업 완료를 기다리는 큐

상태 전이 흐름

1. 생성 → Ready
2. Ready → Running (CPU 할당)
3. Running → Waiting (I/O 요청)
4. Waiting → Ready (I/O 완료)
5. Running → Terminated (작업 종료)
6. Running → Ready (타임슬라이스 종료 시)

5. 디스패처(Dispatcher)

• 스케줄러가 선택한 프로세스에 실제로 CPU를 할당하는 역할
• 컨텍스트 스위칭, 사용자 모드 전환, 명령어 실행 시작을 담당
• 디스패치 지연: CPU를 넘겨주는 데 걸리는 시간 (짧을수록 좋음)

6. 스케줄링 목표

목표	설명
공정성	모든 프로세스에 CPU 기회 부여
효율성	CPU 유휴 시간 최소화
응답 시간	사용자 요청 응답 속도 향상
처리량	단위 시간당 작업 수 최대화
대기 시간	Ready 큐에서 기다리는 시간 최소화
턴어라운드 타임	작업 시작부터 종료까지 걸린 시간 최소화

핵심

• CPU 스케줄링은 누가 CPU를 사용할지 결정하는 핵심 기능이다.
• 방식은 비선점형과 선점형으로 나뉘며, 대부분의 운영체제는 선점형을 사용한다.
• 프로세스는 Ready, Running, Waiting 상태를 오가며, 디스패처가 CPU를 실제로 넘긴다.
• 스케줄링 정책은 공정성, 효율성, 응답성 등 여러 목표 간 균형이 중요하다.