[OS] Process Scheduling

요약 정리

🏀 프로세스 스케줄링이란?

• 여러개의 프로세스가 시스탬 내 존재하기 때문에 자원을 할당할 프로세스를 선택해야한다.
• 이것을 가능하게 하는 것이 프로세스 스케줄링이다.

🏀 스케줄링의 목적

• 시스템의 성능 향상

🏀 시스템 성능의 지표

• 응답시간
• 작업 처리량
• 자원 활용도 등등

🏀 스케줄링의 단계

• 장기 스케줄링
• 중기 스케줄링
• 단기 스케줄링

🏀 기본 스케줄링 알고리즘

• FCFS
• RR
• SPN
• SRTN
• HRRN
• MLQ
• MFQ

1. 프로세스 스케줄링

🏀 다중 프로그래밍과 스케줄링

• OS의 구분 중에서 하나의 시스템에서 여러개의 프로세스가 존재하는 시스템을 다중 프로그래밍이라고 한다.
• 이렇게 여러개의 프로세스를 활용하는 과정에서 적절한 자원의 할당을 통해 컴퓨터 시스템의 성능을 높일 수 있다.
• 이러한 자원을 할당할 프로세스를 선택하는 것이 스케줄링이다.

2. 스케줄링의 목적

🏀 스케줄링의 목적

• 스케줄링의 가장 큰 목적은 시스템의 성능 향상이다.
• 그렇다면 시스템 성능의 지표는 무엇일까?

🏀 대표적인 시스템 성능 지표

• 응답시간 : 작업 요청으로부터 응답을 받을때까지의 시간
• 작업 처리량 : 단위 시간 동안 완료된 작업의 수
• 자원 활용도 : 주어진 시간동안 자원이 활용된 시간

🏀 다른 시스템 성능 지표

• 평균 응답 시간

• 처리량

• 자원 활용도

• 공평성 등등

  

3. 스케줄링 기준

🏀 스케줄링 기법이 고려하는 항목들

• 프로세스의 특성
• 시스템 특성
• 프로세스의 긴급성
• 프로세스 우선순위 등

4. 스케줄링의 단계

🏀 장기 스케줄링(Long-term Scheduling)

• Job scheduling: 시스템에 제출 할 작업 결정
• 다중 프로그래밍 정도 조절(시스템 내 프로세스 수 결정)
• 효율적으로 작동시키기 위해서 compute-bounded,I/O-bounded 프로세스들을 적절히 섞어서 시스템에 올려야 한다(이 두개가 모두 적당하게 작동하는 것이 효율적이기 때문에)
• 시분할 시스템에서는 모든 작업을 시스템에 등록

🏀 중기 스케줄링(Mid-term Scheduling)

• 메모리 할당 결정

🏀 단기 스케줄링(Short-term Scheduling)

• 프로세스 스케줄링: 프로세서를 할당할 프로세스 결정
• 가장 빈번하게 발생 => 매우 빨라야 한다.

5. 스케줄링 정책

🏀 선점 vs 비선점

• 비선점(Non-preemptive scheduling): 할당받은 자원을 스스로 반납할때 까지 사용한다. 장점은 Context switching overhead가 적다. 하지만 단점은 잦은 우선순위 역전이 일어나고, 평균 응답시간이 길다.
• 선점(Preemptive scheduling): 타의에 의해 자원을 뺏길 수 있다. 장점은 Time-sharing system, real-time system에 적합하다. 하지만 Context switching overhead가 크다는 단점이 있다.

🏀 우선순위(Priority)

• 정적 우선순위(Static priority): 프로세스 생성 시 결정된 우선순위가 유지된다. 구현이 쉽고 오버헤드가 적다는 장점이 있다. 하지만 시스템 환경 변화에 대응이 어렵다는 단점이 있다.
• 동적 우선순위(Dynamic priority): 프로세스 변화에 따라 우선순위를 변경한다. 구현이 복잡하고 오버헤드가 크다는 단점이 있다. 하지만 시스템 환경 변화에 유연한 대응이 가능하다.

참고 : 운영체제 강의(김덕수 교수님)