CPU 스케쥴링

1. CPU 스케쥴링

- 실행 상태에 있던 프로세스가 I/O 요청 등에 의해 봉쇄 상태로 바뀌는 경우

- 실행 상태에 있던 프로세스가 타이머 인터럽트 발생에 의해 준비 상태로 바뀌는 경우

- I/O 요청으로 봉쇄 상태에 있던 프로세스의 I/O 작업이 완료되어 인터럽트가 발생되고 그 결과로 프로세스의 상태가 준비 상태로 바뀌는 경우

- CPU에서 실행 상태에 있는 프로세스가 종료되는 경우

- 선점형 방식, 비선점형 방식이 존재

새롭게 선택된 프로세스가 CPU를 할당받고 작업을 수행할 수 있도록 환경설정을 하는 운영체제의 코드
기존의 실행중이던 프로세스의 문맥을 PCB에 이양하고 새롭게 실행되는 프로세스의 문맥을 복원한 후 그 프로세스에게 CPU를 넘기는 과정을 수행한다

CPU 이용률 : 전체 시간중 CPU가 일을 한 시간의 비율
처리량 : 주어진 시간 동안 준비 큐에서 기다리고 있는 프로세스 몇개를 끝마쳤는가
소요시간 : 프로세스가 CPU를 요청한 시점부터 자신이 원하는 만큼 CPU를 다 쓰고 CPU 버스트가 끝날때까지 걸린 시간 (즉, 준비큐에서 기다린 시간과 실제로 CPU를 사용한 시간의 합)
대기 시간 : CPU 버스트 기간 중 프로세스가 준비 큐에서 CPU를 얻기 위해 기다린 시간의 합(CPU 버스트가 끝나기까지 준비큐에서 기다린 시간의 합)
응답 시간 : 프로세스가 준비 큐에 들어온 후 첫번째 CPU를 획득하기까지 기다린 시간( 첫번째 CPU를 얻기까지의 시간 )

1) 선입 선출 스케쥴링

2) 최단작업 우선 스케쥴링

3) 우선순위 스케쥴링

4) 라운드 로빈 스케쥴링

각 프로세스가 CPU를 사용할수 있는 시간이 특정 시간으로 제한되며, 이 시간이 경과하면 CPU를 뺏어서 준비큐에 대기하는 프로세스에게 스케쥴링 하는 방식 ( 최대시간을 할당시간으로 칭함 )
여러 종류의 이질적인 프로세스가 같이 실행되는 환경에서 효율적
page164참조
장점 : SJF는 평균 대기시간 측면에서 가장 좋은 효율을 보이지만 형평성 측면에서는 나쁜 효율을 보인다. 따라서 해당 형평성 측면의 문제점을 해결하고 빠른 응답시간 측면에서도 좋은 효율을 보인다.
가장 기본이 되는 건 CPU 버스트 시간이 긴 프로세스는 그만큼 오랜시간이 걸리고 짧은 프로세스는 짧은 시간이 걸린다는 것이다

5) 멀티레벨 큐

멀티레벨 큐란 준비 큐를 여러개로 분할해 관리하는 스케쥴링 기법을 의미 즉 프로세스들이 여러줄로 서 있는것
어떤 줄에 서 있는 프로세스 먼저 스케쥴링 ? 어떤 줄에 어떤 프로세스를 세울 것인가 ?
대화형 작업, 그렇지 않는 작업 대화형 작업에 먼저 CPU 할당
일반적으로 대화형 작업을 담기 위한 전위 큐(응답시간을 짧게 하기 위한 라운드 로빈 방식)와 계산형 작업을 담기 위한 후위 큐(응답시간이 큰 의미를 가지지 않으므로 FCFS를 사용해서 문맥 교환 오버헤드를 줄임)로 분할하여 운영
큐 자체에 대한 스케쥴링, 어느 큐에 먼저 CPU를 할당할 것인가 ? 고정 우선순위 방식 -> 큐에 고정 우선순위를 부여 -> 기아 문제 발생 -> time slice방식. 전위 큐에 시간 CPU time 80% , 후위 큐에 CPU time 20%

6) 멀티레벨 피드백 큐

7) 다중 처리기 스케쥴링

- 대칭형 다중처리 : 각 CPU가 각자 알아서 스케쥴링을 결정하는 방법

- 비대칭형 다중처리 : 하나의 CPU가 다른 모든 CPU의 스케쥴링 및 데이터 접근을 책임지고 나머지 CPU가 거기에 따라 움직이는 방식

8) 실시간 스케쥴링

스케쥴링 성능 평가 알고리즘은 큐잉모델, 시뮬레이션, 구현 및 실축 방식이 존재
큐잉모델 : 확률분포를 통해 프로세스들의 도착률과 CPU 처리율을 입력값으로 주면 복잡한 수학적 계산을 통해 각종 성능지표인 CPU의 처리량, 프로세스의 평균 대기시간등을 구함
구혀 및 실측 : CPU 스케쥴링 코드를 수정하여서 비교 평가하는 방법
시뮬레이션 : CPU 스케쥴링 프로그램을 작성한 후 프로그램의 CPU요청을 입력값으로 넣어 어떠한 결과가 나오는지를 확인하는 방법