[운영체제]CPU 스케줄링

코어가 하나인 시스템에서는 하나의 프로세스만이 실행될 수 있다.

하나의 프로세스가 CPU 처리를 하다가 I/O 인터럽트로 넘어가게 되면

CPU는 I/O인터럽트가 끝날 때 까지 마냥 기다려야만 한다.

 

이렇게 되면 CPU를 효율적으로 사용할 수가 없는데, 이 때 다중 프로그래밍을 이용하여 CPU의 이용률을 최대화 할 수 있다.

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[CPU와 I/O 버스트의 교차]

프로세스의 실행은 CPU실행과 I/O 대기의 사이클로 구성된다.

CPU가 유휴 상태가 될 때마다, 운여체제는 준비 큐에 있는 프로세스 중에 하나를 선택해 실행 해야하는데 이런 절차는 CPU스케줄러에 의해 수행된다.

 

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[CPU 스케줄링]

CPU 스케줄링 결정은 다음의 네 가지 상황에서 발생할 수 있다.

1 ) 프로세스가 I/O에 의해 대기 상태로 가는 경우 (비선점)

2 ) 프로세스가 실행 상태에서 준비 완료 상태로 전환될 때

   - (시간을 많이 슨 경우 강제로 READY상태로 보내고, 다른 프로세스에게 CPU를 넘겨줌)  (선점)

3 ) 프로세스가 대기 상태에서 준비 완료 상태로 전활될 때 (I/O의 종료 시) (선점)

  - I/O 기다리다가 READY상태가 되면 CU가 어떤 작업을 할 지 결정함.

4 ) 프로세스가 종료될 때 (비선점)

 

디스패처 : CPU 코어의 제어를 CPU 스케줄러가 선택한 프로세스에 주는 모듈

 - 한 프로세스에서 다른 프로세스로 문맥 교환

 - 사용자 모드로 전환

 - 프로그램을 다시 시작하기 위해 사용자 프로그램의 적절한 위치로 이동하는 일

 

하나의 프로세스를 정지하고 다른 프로세스의 수행을 시작하는데 소요되는 시간을 디스패치 지연이라고하면이런 디스패치 지연이 최대로 없도록 해야한다.

 

CPU 버스트가 걸리는 평균 시간으로 짧은 것을 확인할 수 있다.

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[CPU스케줄링 기준]

CPU 스케줄링 알고리즘들은 서로 다른 특성이 있다.

1 ) CPU 이용률

2 ) 처리량 - 단위 시간당 완료된 프로세스의 개수

3 ) 반환 시간 - 프로세스를 실행하는 데 소요된 시간

4 ) 대기 시간 - 프로세스가 준비 큐에서 대기하는 시간의 합

5 ) 응답 시간