[Programmers] 디스크 컨트롤러

MJ·2021년 4월 30일
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알고리즘(PS)

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1. 문제 설명

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.

한 번에 하나의 요청만을 수행할 수 있기 때문에 각각의 작업을 요청받은 순서대로 처리하면 다음과 같이 처리 됩니다.

  • 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

  • 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)

2. 제한 사항 및 입출력 예제

2.1 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.

2.2 입출력 예제

jobsreturn
[[0, 3], [1, 9], [2, 6]]9

2.3 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.

3. 해설

문제를 이해하는게 제법 어려웠다. 괜히 레벨3 문제가 아니다. 아무튼, 문제의 핵심 포인트는 다음 문장이다.

하드디스크가 작업을 수행하고 있지 않을 때에는 먼저 요청이 들어온 작업부터 처리합니다.

여기서 우리는 단순히 실행시간이 짧은 순서대로 정렬시키는게 능사가 아니라는 것을 알 수 있다. 따라서 아래의 순서대로 문제를 접근해보자.

  1. 우선 리스트를

    1. 하드디스크에 먼저 들어오는데,
    2. 들어오는 순서가 같다면 실행시간이 짧은 작업부터

    정렬한다.

  2. 토탈 시간을 total 변수로, 마지막으로 실행한 작업의 시작 시간을 last 변수로 두고, 각각 0, -1부터 시작한다.

  3. 현재 검사하고 있는 작업의 요청 시간이 last보다 크면서 total보다 작거나 같으면 heap[작업 시간, 요청 시간] 순서로 삽입한다. heap 안에서는 작업이 빨리 끝나는 친구부터 처리하면 되기 때문. 만약에 그런 작업이 없다면 total을 1씩 늘리면서 나올 때 까지 찾는다.

  4. 실행 시간이 짧은 작업부터 처리한다. 그리고 끝난 작업은 heapjobs에서 없애주면 된다.

  5. 3번 4번을 jobs 배열이 빌 때 까지 반복한다.

4. 코드

import heapq

def solution(jobs):
    answer, total, last = 0, 0, -1
    # 하드디스크에 먼저 들어오는데 들어오는 시간이 같으면 실행시간이 짧은 순서대로 정렬
    jobs = sorted(jobs, key = lambda x : (x[0], x[1]))
    disc_cnt = len(jobs) #작업의 총 개수
    heap = []
    
    while jobs:
        for s, t in jobs:
            if last < s <= total:
                heapq.heappush(heap, [t, s])
        
        if heap:
            last = total
            time, start = heapq.heappop(heap)
            total += time
            answer += (total - start)
            jobs.remove([start, time])
        else:
            total += 1
                    
    return answer//disc_cnt #소수점 아래는 버림
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