1. CPU 스케줄링

1. 기본 용어

1. CPU bound job, I/O bound job

• CPU burst
  • CPU 할당 후 입출력 요구시까지의 시간
  • CPU에서 기계어를 사용하는 단계, 계산 위주
• CPU bound job
  • CPU burst가 길게 일어나는 작업
• I/O bound job
  • CPU burst가 짧으며, 자주 일어나는 작업
  • 입출력 요청이 자주 일어나는 사용자와의 interaction이 많은 job

2. CPU 스케줄링이 필요한 이유

• 시스템 자원을 효율적으로 사용하기 위해 필요하다.
  • 여러 종류의 job(process)들이 존재하는데, CPU bound job이 CPU를 장시간 가지게 되면
    • I/O bound job의 응답속도가 늦어지고, 사용자들은 답답함을 느끼게 된다.
  • 어떻게 하면 효율적으로 job들을 스케줄링 할 수 있을까?
    • interactive한 job들이 너무 오래 기다리지 않게!

3. CPU Scheduler & Dispatcher

• CPU Scheduler

  • Ready큐에서 어떤 프로세스에게 CPU를 줄지 결정한다.

• Dispatcher

  • CPU를 누구에게 줄지 결정한 후, 그 프로세스에게 CPU를 넘겨주는 운영체제 커널 코드
  • 문맥교환을 수행하는 애
    • 현재 실행 중인 프로세스의 Context를 저장하고,
    • 새로 실행할 프로세스의 Context를 받아와 세팅한다. (CPU register, PC 등등..)

• CPU 스케줄링이 일어나는 경우

  • 1. Running → Blocked (I/O시스템콜)
  • 2. Running → Ready (Timer interrupt)
  • 3. Blocked → Ready (I/O 완료 후 인터럽트)
  • 4. Terminated

• 1,4는 nonpreemptive(비선점 - 자진반납)

• 2,3은 preemptive(선점 - 강제로 빼앗음) 스케줄링이다.

2. CPU Scheduling

1. 성능 척도

• 시스템 입장
  • CPU Utilization (이용률)
    • 전체 시간 중에서 CPU를 놀리지 않고 일한 시간의 비율
  • Throughput(처리양)
    • 주어진 시간 동안에 몇 개의 작업을 완료했는가
• 프로세스 입장
  • TurnAround Time (소요시간,반환시간)
    • CPU를 처음 쓰러 들어와서, 다 쓰고 나갈 때까지 걸린 시간
    • 쓴시간 + 대기시간 총합
  • Waiting Time (대기시간)
    • CPU를 대기하는 시간
  • Response Time (응답시간)
    • Ready Queue에 들어와서 처음으로 CPU를 얻기까지 걸린 시간
    • 처음으로 얻는 시간이 사용자 입장에서 굉장히 중요
• 중국집 예시