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1. CPU 스케줄링(CPU Scheduling)이란?

CPU 이용률을 극대화하기 위해서는 멀티프로그래밍(multiprogramming)이 필요하다. 하지만 만약 CPU core가 하나라면 한 번에 하나의 프로세스만 실행 가능할 것이다. 이때 필요한 것이 CPU 스케줄링이다.
즉, CPU 스케줄링은 언제 어떤 프로세스에 CPU를 할당할지 결정하는 작업이라고 할 수 있다.

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스케줄링의 장점

CPU의 활용 극대화

2.프로세스 처리율(시간 당 작업량)을 늘릴 수 있다.

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프로세스는 필요한 자원을 할당받기 위해 큐에 대기합니다. 그래서 그 큐에 있는 프로세스를 어떻게 스케쥴링하는지가 프로세스 스케줄링 알고리즘이라고 한다.

용어	설명
대기시간	자원의 할당을 대기하는 시간
실행시간	실제로 프로세스가 자원을 할당받은 다음 작업을 수행하는 시간
반환시간	작업을 완료하는데 소요되는 전체 시간으로 대기시간과 실행시간을 모두 포함

목적

공정한 스케줄링	모든 프로세스에게 공정하게 할당을 해야함
응답시간 최소화	대화식 사용자에게는 최대한 응답시간(response time)을 빠르게 함
반환시간 최소화	프로세스를 제출한 시간부터 완료시까지 걸리는 반환시간(turn around time)을 최소화 한다.
대기시간 최소화	프로세스 준비 상태 큐에서 대기하는 시간을 최소화 해야함앞에서 처리가 늦어지면 뒤에서 부하가 생기기 때문에 빠르게 처리해야함.
우선 순위 제도	먼저 처리해야 하는 것에 우선 순위를 부여해서 먼저 처리 함.
처리량 극대화	단위시간당 할 수 있는 처리량을 최대화 한다.
균형 있는자원 사용	자원들이 유휴 상태에 놓이지 않도록 골고루 사용하게 함.
무한 연기 회피	자원을 사용하기 위해 무한정 연기하는 경우를 회피

참고 > CPU 스케줄링 평가 기준 ( CPU Scheduling Criteria )

1-1. 개요

운영 체제에서는 모든 것이 프로세스에 의해 수행된다. 주어진 시간에 CPU에서 실행되는 프로세스는 단 하나뿐이다.
프로세스 스케줄러는 CPU의 실행 상태에서 하나의 프로세스를 제거하고 OS의 일부 스케줄링 알고리즘을 기반으로 실행할 다른 프로세스를 선택한다. (CPU 효율성 증대)
캐시가 시간 최소화(예측) → 프로세서가 프로세스를 처리하고 남은 시간 동안 자원을 낭비할 수 없으므로 다른 프로세스를 처리하도록 한다.
대기 시간과 도착 시간을 계산하여 우선순위를 파악한다.

1-2. 필요성

CPU스케줄링은 다른 프로세스가 일시 중지된 동안 CPU를 소유할 프로세스를 결정하는 프로세스이다.
다중 프로그래밍에서 장기 스케줄러가 여러 I/O 바인딩 프로세스를 선택하면, 대부분의 경우 CPU가 유휴 상태일 때마다 OS가 즉시 사용 가능한 라인에서 사용 가능한 프로세스 중 하나 이상을 선택했는지 확인하는 것이다.
대부분의 운영 체제가 성능 상태에서 대기 상태로 변경되면 시스템에 오류가 발생할 가능성이 있다.
- 이를 최소화하려면 OS는 CPU를 최대한 활용하고 DeadLock 가능성을 피하기 위해 작업을 예약해야 한다.

2. Preemptive VS Non-Preemptive