👀 Basic Concepts
- Objective of multiprogramming: Maximum CPU utilization
CPU Scheduling은 multiprogramming의 기본이다.
기본 개념
Single-Processor Systems에서는?
1. 한번에 하나씩의 process만이 실행될 수있다.
2. 나머지 process는 CPU가 자유 상태가 되어 다시 Scheduling할 수 있을 때까지 기다려야 한다.그렇다면, multiprogramming에서는?
multiprogramming의 목적 : CPU의 이용률을 최대화하기 위해 항상 실행 중인 process를 가지게 하는 데 있다!!!
📕 CPU burst & I/O burst
Process execution consists of a cycle of CPU execution and I/O wait
- CPU burst followed by I/O burst
- CPU burst distribution is of main concern
I/O-bounded program
I/O-bounded program has large number of short bursts
- I/O-bounded process spends more of its time doing I/O
CPU-bounded program
has small number of longer bursts
- CPU-bounded process spends more of its time doing
computations
Summary
- Process의 실행은 CPU 실행과 I/O 대기의 사이클로 구성된다. Process는 이 두 상태 사이를 교대로 왔다갔다 한다.
- Process의 실행의 시작은 CPU burst의 발생이다. 그 뒤를 이어 I/O burst가 발생된다.
- 그 후로 또다른 CPU burst와 I/O burst가 번갈아가며 발생되고, 마지막에는 실행을 종료하기 위한 시스템 요청과 함께 끝난다.
I/O-bounded program (입출력 중심의 프로그램)
- 주로 I/O장치에 접근하여 작업을 수행하는 process로 많은 양의 짧은 burst를 가진다
CPU-bounded program (CPU 중심의 프로그램)
- 주로 복잡한 연산과 같은 CPU를 많이 사용하는 프로세스로 적은 양의 긴 버스트를 가진다
I/O-bounded와 CPU bound가 적절한 조화를 이루어야 최고의 시스템 성능이 나온다.
📙 CPU Scheduler
- The CPU scheduler selects from processes in ready queue, and allocates a CPU core to one of them
- Queue may be ordered in various ways
In a single-processor system
- Only one process can run at a time
- Any others must wait until the CPU is free and can be rescheduled.
- When the running process goes to the waiting state,
-> the OS may select another process to assign CPU to improve CPU utilization. - Every time one process must wait, another process can take over the use of CPU
Summary
- CPU scheduler는 준비된 queue로부터 process를 선택하고, CPU core를 할당해 준다.
- Queue는 많은 방법으로 구현될 수 있다.
single-processor system에서는..
- 오직 하나의 process만 돌아갈 수 있다!
- 다른 process들은 CPU에 자리가 날때까지 기다려야 하고, 다시 schedule될 수 있다.
- 실행중인 process가 waiting 상태로 바뀌면,
-> OS는 CPU 사용률을 높이기 위해 다른 process를 선택한다.
Diagram of Process State
- Many processes may be ready and waiting states.
- 많은 process들이 ready나 waiting 상태에 머물러 있다.
Process Scheduling
- Four conditions when a process leaves CPU
- process가 CPU를 빠져나올때 4가지의 상태가 될 수 있다.
CPU Scheduler
- CPU scheduling decisions may take place when a process:
- Switches from running to waiting state (I/O or event wait)
- Switches from running to ready state (interrupt)
- Switches from waiting to ready (I/O or event completion)
- Terminates (exit)
- Scheduling under 1 and 4 is non-preemptive (비선점)
• A running process can use CPU and return CPU after its use
• A process CANNOT take away the current running process’s
scheduling - Scheduling under 2 and 3 is preemptive (선점)
• A running process may lose CPU use by other process
• A process CAN take away the current running process’s scheduling
• ex) real-time system
Summary
- CPU scheduling이 process를 바꿀 경우:
- running -> waiting (I/O or event 대기일 때)
- running -> ready (interrupt일 때)
- waiting -> ready (I/O or event가 해결될 때)
- Terminates (끝날 때)
- 1번과 4번일 때는 non-preemptive(비선점) 방식으로 Scheduling을 한다.
-> CPU가 한 process에 할당되면, process가 종료하든지 또는 대기 상태로 전환해 CPU를 반납할 때 까지 CPU를 점유한다.- 2번과 2번일 때는 preemptive(선점) 방식으로 Scheduling을 한다.
-> 여러 process가 CPU를 서로 선점하여 CPU를 뺏어 올 수 있다.
Dispatcher
- Dispatcher module gives control of the CPU to the process selected by the CPU scheduler
• switching context
• switching to user mode
• jumping to the proper location in the user program
to restart that program- switching context
- switching context
Dispatcher latency
- time it takes for the dispatcher to stop one process and start another running
Summary
- Dispatcher module은 CPU의 제어를 CPU scheduler가 선택한 process에게 주는 module이다.
Dispatcher의 역할은
1. context를 교환하는 일
2. user mode로 전환하는 일
3. program을 다시 시작하기 위해 user program의 적절한 위치로 이동하는 일Dispatcher latency (지연)
- Dispatcher가 하나의 process를 정지하고 다른 process의 수행을 시작하는 데까지 소요되는 시간을 말한다.
dictionary
decision 결정
preemptive 선점
latency 지연
idle(유휴) : 어떠한 프로그램에 의해서도 사용되지 않는 상태
