운영체제의 CPU 스케줄링

🧠 CPU 스케줄링이란?

CPU 스케줄링은 운영체제가 여러 프로세스에게 CPU 자원을 효율적이고 공정하게 분배하는 작업입니다. 효율적인 스케줄링이 없으면, 긴 작업만 우선되거나 중요한 작업이 영원히 실행되지 않는 등의 문제가 생깁니다.

🔄 선점형 vs 비선점형

⏱ 주요 CPU 스케줄링 알고리즘

1. FCFS (First Come First Serve)

• 비선점형
• 큐에 들어온 순서대로 실행
• 공정하지만 긴 작업이 먼저 오면 짧은 작업은 오래 기다림 (Convoy Effect)

2. SJF (Shortest Job First)

• 비선점형
• 실행 시간이 가장 짧은 프로세스 우선
• 평균 대기시간 최소화
• 단점: 긴 작업이 기아 상태에 빠질 수 있음

3. Round Robin (RR)

• 선점형
• 각 프로세스는 정해진 시간만큼 실행 (타임 슬라이스)
• 짧은 응답 시간 보장
• 타임 슬라이스 선택이 중요

4. SRT (Shortest Remaining Time)

• 선점형
• 실행 중에도 더 짧은 프로세스가 들어오면 CPU를 양보
• 평균 대기시간 최소화
• 기아 현상 발생 가능

5. Multilevel Queue

• 비선점/선점 혼합 가능
• 우선순위 별 큐 분리
• 각각의 큐에 서로 다른 스케줄링 알고리즘 사용 가능
• 단점: 우선순위 낮은 큐에 기아 현상 발생 가능

6. Multilevel Feedback Queue

• 선점형
• Multilevel Queue + Aging
• 오래 대기 중인 프로세스는 우선순위를 상승시킴

🧓 Aging 기법이란?

기아(Starvation)를 막기 위한 방식. 오래 기다린 프로세스의 우선순위를 점점 높이는 기법입니다.

✅ 추가로 알아두면 좋은 개념들

• Context Switching: CPU를 다른 프로세스에 넘길 때의 오버헤드
• Burst Time: 프로세스가 CPU를 사용하는 데 걸리는 시간
• Turnaround Time: 프로세스 생성부터 완료까지 걸리는 시간
• Waiting Time: 프로세스가 큐에서 기다리는 시간

📌 결론

• CPU 스케줄링은 운영체제의 핵심 기능
• 다양한 알고리즘은 각각의 목적과 특성이 있음
• 기아 현상, 응답 시간, 효율성 등을 고려해 스케줄링 방식을 설계해야 함