CPU Scheduling

• 어떻게 Process에게 CPU의 사용을 할당할 것인가
  • Multiprogramming에 기반함
    • Memory 내의 실행 준비된(Ready State)의 process들 가운데 하나에게 CPU를 할당함
• 목표 : CPU 사용률과 처리량의 최대화

Process 수행 사이클의 구성

• CPU I/O Burst Cycle
  • CPU Burst : CPU로 연산을 수행하는 시간
  • I/O Burst : I/O 처리를 위해 기다리는 시간
    • 다운로드하는 시간, file이 올라오는 시간
  • 일반적인 프로세스는 두 Burst를 번갈아 가며 수행함
• Process 분류에 따른 CPU Burst의 특징
  • CPU-Bound Process : 짧은 주기의 긴 CPU Burst
    • CPU 연산 중심 프로세스
  • I/O-Bound Process : 긴 주기의 짧은 CPU Burst
    • I/O 작업 중심 프로세스.
  • 어떤 종류의 Process가 많은지에 따라 스케줄링 기법의 효율이 달라짐
    • 보편적인 사용자에게 맞는 것으로 만들어야된다.

Histogram of CPU-Burst Times

• 서로 다른 Process, System에도 불구하고, 대체적으로 5ms 정도
• CPU Burst 시간이 보통 10ms면 된다.
  • 스케쥴링을 10ms을 기준으로 많이함

Scheduling의 종류

• CPU Scheduling 결정 시점

  • CPU 할당 해제
  1. Running → Waiting
  2. Running → Ready

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  • CPU 할당
  1. 수행 종료
  2. Ready → Running

• 비선점형 스케줄링 ( Non-preemptive Scheduling )

  • 1과 4의 상황에서만 수행되는 스케줄링 기법
  • Multiprogramming의 기본 Scheduling
    • OS가 강제로 CPU 사용을 해제하지 못함
  • 간단한 설계와 구현

• 선점형 스케줄링 ( Preemptive Scheduling )

  • OS가 현재 CPU를 사용하고 있는 Process의 수행을 정지할 수 있음
    • 2의 상태변화(Runnig → Ready 발생)

Scheduling Criteria(기준)

: 스케줄링할 때, 주로 봐야할 것들

• CPU 사용률 (CPU Utilization)
  • 전체 시스템 시간 중 CPU가 작업을 처리하는 시간의 비율
  • $\frac{4ms}{10ms} = 40\%$ : 높을 수록 좋음
• 처리량 (Throughput)
  • CPU가 단위 시간 당 처리하는 프로세스의 개수
• 응답 시간 (Response Time)
  • Interactive System에서 요청 후 첫 응답이 올 때까지의 시간
• 대기 시간 (Waiting Time)
  • Process가 Ready Queue 내에서 대기하는 시간의 총합