디스크 컨트롤러(Java)

bearMin·2024년 6월 4일

🎯문제

하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 요청이 들어온 순서대로 처리하는 것입니다.

예를들어

- 0ms 시점에 3ms가 소요되는 A작업 요청
- 1ms 시점에 9ms가 소요되는 B작업 요청
- 2ms 시점에 6ms가 소요되는 C작업 요청

와 같은 요청이 들어왔습니다. 이를 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.
Screen Shot 2018-09-13 at 6.34.58 PM.png

한 번에 하나의 요청만을 수행할 수 있기 때문에 각각의 작업을 요청받은 순서대로 처리하면 다음과 같이 처리 됩니다.
Screen Shot 2018-09-13 at 6.38.52 PM.png

- A: 3ms 시점에 작업 완료 (요청에서 종료까지 : 3ms)
- B: 1ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 12ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 11ms)
- C: 2ms부터 대기하다가, 12ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 16ms)

이 때 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 10ms(= (3 + 11 + 16) / 3)가 됩니다.

하지만 A → C → B 순서대로 처리하면
Screen Shot 2018-09-13 at 6.41.42 PM.png

- A: 3ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 3ms)
- C: 2ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 9ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 7ms)
- B: 1ms부터 대기하다가, 9ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 17ms)

이렇게 A → C → B의 순서로 처리하면 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 9ms(= (3 + 7 + 17) / 3)가 됩니다.

각 작업에 대해 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간]을 담은 2차원 배열 jobs가 매개변수로 주어질 때, 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균을 가장 줄이는 방법으로 처리하면 평균이 얼마가 되는지 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요. (단, 소수점 이하의 수는 버립니다)

제한 사항
  • jobs의 길이는 1 이상 500 이하입니다.
  • jobs의 각 행은 하나의 작업에 대한 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간] 입니다.
  • 각 작업에 대해 작업이 요청되는 시간은 0 이상 1,000 이하입니다.
  • 각 작업에 대해 작업의 소요시간은 1 이상 1,000 이하입니다.
  • 하드디스크가 작업을 수행하고 있지 않을 때에는 먼저 요청이 들어온 작업부터 처리합니다.
입출력 예
jobs return
[[0, 3], [1, 9], [2, 6]] 9
입출력 예 설명

문제에 주어진 예와 같습니다.

  • 0ms 시점에 3ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
  • 1ms 시점에 9ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
  • 2ms 시점에 6ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.

✏️풀이

코드

import java.util.*;

class Solution {
    public int solution(int[][] jobs) {
    	// 작업이 요청되는 시점이 빠른 순서대로 정렬
        Arrays.sort(jobs, (o1, o2) -> o1[0] - o2[0]);
        // 작업의 소요시간이 빠른 순서대로 정렬
        PriorityQueue<int[]> pq = new PriorityQueue<>((o1, o2) -> o1[1] - o2[1]);
        
        int index = 0, count = 0, total = 0, end = 0;
        
        // 작업의 개수보다 적을 경우 반복
        while(count < jobs.length) {
        	// 모든 작업을 탐색하지 않았으면서 작업의 요청 시점이 종료시점보다 빠르거나 같은 경우
            while(index < jobs.length && jobs[index][0] <= end) {
            	// 큐에 값을 넣어줌
                pq.add(jobs[index++]);
            }
            
            // 큐가 비었다면
            if(pq.isEmpty()) {
            	// 종료시점을 변경
                end = jobs[index][0];
            }
            // 큐가 비어있지 않다면
            else {
            	// 가장 종료시점이 빠른 값을 제외
                int[] temp = pq.poll();
                // 총합을 계산해서 더해줌
                total += temp[1] + end - temp[0];
                // 종료시점 변경
                end += temp[1];
                count++;
            } 
        }
        
        // 평균을 반환
        return total / jobs.length;
    }
}

설명

우선순위 큐를 사용하여 해결하였다.

jobs 배열을 정렬을 시켜준다. 이때 정렬을 하는 기준은 작업이 요청되는 시점이 빠른 순서대로이다.

이후 우선순위 큐를 생성해준다. 이때 우선순위 큐를 정렬하는 기준은 작업의 소요시간이 빠른 순서대로 정렬을 진행한다.

index는 jobs 배열의 인덱스를, count는 작업의 개수를, total은 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 총합을, end는 현재 작업의 종료시점을 뜻한다.

작업을 탐색하지 않았으면서 작업의 요청시점이 종료시점보다 빠르거나 같을 경우가 만족된다면 큐에 값을 넣어준다.

만약 큐가 비었다면 종료시점을 변경해준다. 큐가 비어있지 않다면 가장 종료시점이 빠른 것을 제외하고 총합을 계산해서 더해준 뒤에 종료시점을 변경해준다.

위의 반복문을 빠져나온 뒤에 작업의 개수만큼 나눈 평균값을 반환해주면 문제를 해결할 수 있다!


💡느낀 점

우선순위 큐를 사용해서 문제를 풀었는데 항상 우선순위 큐를 사용해야한다는 생각이 바로 들지 않아서 문제의 해답에 접근할 때 돌아가는 경향이 있는 것 같다.. 우선순위가 어떤 문제에 어떻게 쓰이는지에 대해서 조금 더 공부할 필요성을 깨닫게 해준 문제였다...


링크

문제 링크

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