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📌 스케줄링 알고리즘

운영체제는 CPU를 효율적으로 활용하기 위해 다양한 스케줄링 알고리즘을 제공한다. 각 알고리즘은 특정 상황에서 장단점이 있으며, 성능 지표에 따라 적절히 선택되어야 한다.

✅ 1. 스케줄링 알고리즘이란?

Ready Queue에 있는 프로세스 중 어떤 순서로 CPU를 할당할지 결정하는 전략이다.

• 비선점형(Non-Preemptive): 프로세스가 CPU를 자발적으로 반납할 때까지 유지됨
• 선점형(Preemptive): 운영체제가 CPU를 강제로 회수 가능함

✅ 2. 대표 스케줄링 알고리즘

알고리즘	방식	특징	선점 여부
FCFS	먼저 온 순서	간단하지만 평균 대기시간 증가 가능	❌ 비선점형
SJF	실행 시간이 짧은 작업 우선	평균 대기시간 최소화 가능	❌ 비선점형
SRTF	남은 시간이 짧은 작업 우선	선점형 SJF	✅ 선점형
RR	시간 할당량 순환	응답성 향상, 공정성 ↑	✅ 선점형
Priority	우선순위 높은 작업 우선	긴급 처리 가능, Starvation 가능성 있음	✅/❌ 혼합형

✅ 3. 알고리즘 동작 방식 요약

• FCFS: 선착순 처리, Convoy Effect 발생 가능
• SJF: 평균 대기 시간 최소화, 실행 시간 예측 어려움
• SRTF: SJF의 선점형, 문맥 전환 비용 증가
• RR: 타임 슬라이스 기반 순환, 공정하고 응답성 우수
• Priority: 우선순위 기반, Starvation 해결 위해 Aging 필요

✅ 4. 비교 표

항목	FCFS	SJF	SRTF	RR	Priority
평균 대기시간	보통	최적	낮음	보통	우선순위에 따라 다름
응답성	낮음	낮음	높음	높음	중간
구현 복잡도	쉬움	예측 필요	복잡	보통	보통
공정성	낮음	낮음	낮음	높음	낮음
사용 예	일괄처리 시스템	배치 작업	실시간 시스템	시분할 OS	긴급처리 시스템

✅ 5. 성능 지표

지표	정의	의미
Waiting Time	Ready 상태에서 기다린 총 시간	짧을수록 좋음
Turnaround Time	도착~종료까지 총 시간	처리 지연의 총합
Response Time	요청~첫 실행까지 걸린 시간	인터랙션 환경에서 중요
Throughput	단위 시간당 완료된 작업 수	높을수록 성능 우수
CPU Utilization	CPU가 실제 일한 시간 비율	자원 활용도 지표

✅ 요약

1. FCFS: 단순하지만 대기 시간 증가 가능
2. SJF/SRTF: 평균 대기시간 최적, starvation 위험 존재
3. RR: 시분할 환경에 적합, 응답성 우수
4. Priority: 긴급 작업 처리 유리, aging 기법 필요
5. 시스템 목적에 따라 스케줄링 전략을 선택해야 한다