컴퓨터공학 공부 다시 시작하기 8주차 - 운영체제 스케쥴링 기본, 스케쥴링 알고리즘 구현 이해 1

1. 운영체제 스케쥴링 기본

시분할 시스템

- 다중 사용자 지원을 위해 컴퓨터 응답 시간을 최소화하는 시스템

- 즉, 여러 사용자가 동시에 하나의 컴퓨터 사용 가능

- Time Sharing이라고도 함 

멀티 태스킹

- 단일 CPU에서 여러 응용 프로그램이 동시에 실행되는 것처럼 보이도록 하는 시스템

- 10~20ms 단위로도실행 응용 프로그램이 바뀜[1000ms(밀리초) = 1초]

멀티 프로그래밍 

- 최대한 CPU를 효율적으로, 많이 활용하여 많은 연산 작업을 수행하도록 하는 시스템(스케쥴링 알고리즘)

- 응용 프로그램은 CPU 외의 다양한 하드웨어 자원까지 사용

출처: https://donghoson.tistory.com/entry/%EB%A9%80%ED%8B%B0-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D%EC%9D%B4%EB%9E%80

메모리 계층 - 컴퓨터 구조 이해

System Bus - 컴퓨터 구조 이해

Wait

- 저장매체로부터 파일 읽기를 기다리는 시간으로 가정

출처: https://www.fun-coding.org/post/scheduling.html#gsc.tab=0

멀티 태스킹과 멀티 프로세싱

출처: http://donghoson.tistory.com/15

***프로그램 성능을 높이는 방법

- 가능한 메모리상에서 실행하도록 해야 함

- 예시: Redis, Scala

2. 스케쥴링 알고리즘 구현 이해 1

- 프로세스 실행을 관리하는 것: 스케쥴러

- 시분할 시스템의 경우 프로세스 응답 시간을 가능한 짧게 실행

- 멀티 프로그래밍의 경우 CPU 활용도를 최대로 높여, 프로세스를 빨리 실행

FIFO 스케쥴러

- 프로세스가 저장매체를 읽거나 프린팅을 하는 작업 없이, 쭉 CPU를 처음부터 끝까지 사용

- 가장 간단한 스케쥴러 (배치 처리 시스템)

- FCFS (First Come First Served) 스케쥴러

출처: https://www.fun-coding.org/post/scheduling.html#gsc.tab=0

 

FIFO 는 어디서 배웠을까?

출처: http://www.stoimen.com/blog/2012/06/05/computer-algorithms-stack-and-queue-data-structure/

최단 작업 우선(SJF, Shortest Job First) 스케쥴러

- 가장 실행시간이 짧은 프로세스부터 먼저 실행을 시키는 알고리즘

보충 지식: RealTime OS(RTOS)

- 응용 프로그램 실시간 성능 보장을 목표로 하는 OS

- 정확하게 프로그램 시작, 완료 시간을 보장

- Hardware RTOS, Software RTOS로 구분

보충 지식2: General Purpose OS(GPOS)

- 프로세스 실행시간에 민감하지 않고, 일반적인 목적으로 사용되는 OS

- 예시: Windows, Linux등

우선순위 기반(Priority-Based) 스케쥴러

정적 우선순위

- 프로세스마다 우선순위를 미리 지정

동적 우선순위

- 스케쥴러가 상황에 따라 우선순위를 동적으로 변경