프로세스 스케줄링 요약

2025.04.28 - [자격증/정보처리기사] - 프로세스 스케줄링 완전 정리

프로세스 스케줄링 완전 정리

 

자세한 내용을 보려면 위로

 

 

정보처리기사: 프로세스 스케줄링 알고리즘 요약 및 예상문제

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🔷 프로세스 스케줄링 알고리즘 요약

프로세스 스케줄링이란, 여러 프로세스가 CPU를 공평하고 효율적으로 사용할 수 있도록 운영체제가 실행 순서를 결정하는 기법입니다.
정보처리기사 시험에서는 주요 스케줄링 알고리즘의 특징과 차이점을 정확히 이해하는 것이 매우 중요합니다.

✅ FCFS (First Come First Served)

• 정의: 준비 큐에 먼저 도착한 프로세스부터 차례대로 CPU를 할당하는 방식
• 특징: 비선점형(Non-Preemptive) 방식
• 장점: 구현이 매우 간단
• 단점: 긴 작업이 짧은 작업을 지연시키는 호송 행렬 효과(Convoy Effect) 발생

✅ SJF (Shortest Job First)

• 정의: 실행 시간이 가장 짧은 프로세스를 먼저 선택하는 방식
• 특징: 비선점형 또는 선점형(SRTF) 모두 존재
• 장점: 평균 대기 시간이 가장 짧음
• 단점: 긴 작업이 무한정 대기하는 기아현상(Starvation) 발생 가능

✅ SRTF (Shortest Remaining Time First)

• 정의: 남은 실행 시간이 가장 짧은 프로세스를 항상 우선 실행하는 선점형 방식
• 특징: 새로운 짧은 프로세스 도착 시 현재 작업 중단 가능
• 장점: 평균 대기 시간이 매우 짧음
• 단점: 컨텍스트 스위칭 잦아 오버헤드 발생

✅ RR (Round Robin)

• 정의: 모든 프로세스에 대해 정해진 시간(Time Quantum) 동안 순서대로 CPU를 할당하는 방식
• 특징: 선점형 방식
• 장점: 모든 프로세스가 공평하게 CPU 사용
• 단점: 타임 퀀텀 설정 어려움, 너무 짧으면 오버헤드 증가

✅ Priority Scheduling

• 정의: 프로세스에 우선순위를 부여하여 높은 우선순위를 가진 프로세스부터 실행하는 방식
• 특징: 선점형/비선점형 모두 존재
• 장점: 긴급 작업을 빠르게 처리
• 단점: 낮은 우선순위 프로세스 무한 대기(Starvation) 발생 가능 → Aging 기법으로 해결

✅ MQ (Multilevel Queue Scheduling)

• 정의: 프로세스 성격에 따라 큐를 분리하고 각 큐마다 다른 스케줄링 적용
• 특징: 큐마다 독립적인 스케줄링 정책 사용
• 장점: 다양한 프로세스 요구를 유연하게 반영
• 단점: 큐 분류 오류 시 성능 저하 발생 가능

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🔷 주요 용어 정리

용어	설명
선점(Preemptive)	CPU를 강제로 회수할 수 있는 방식
비선점(Non-Preemptive)	CPU를 프로세스가 반납할 때까지 유지하는 방식
타임 퀀텀(Time Quantum)	RR 스케줄링에서 사용하는 실행 시간 단위
Starvation(기아현상)	프로세스가 무한 대기하는 문제
Aging(에이징)	대기 시간이 길어질수록 우선순위를 높이는 기법

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🔷 전체 요약 표

알고리즘	선점 여부	주요 특징
FCFS	비선점형	도착 순서대로 실행
SJF	비선점형	실행 시간이 짧은 프로세스 우선
SRTF	선점형	남은 실행 시간이 가장 짧은 프로세스 우선
RR	선점형	모든 프로세스에 동일한 시간 할당
Priority	선점형/비선점형	우선순위 기반 스케줄링
MQ	혼합형	프로세스 성격별 큐 분리 및 관리

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🔷 예상 문제 (정보처리기사 스타일)

✅ Q1. 다음 중 선점형 스케줄링 방식에 해당하는 것은 무엇입니까?

• ① FCFS
• ② SJF(비선점형)
• ③ RR
• ④ Priority(비선점형)

정답: ③ RR

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✅ Q2. '호송 행렬 효과(Convoy Effect)'가 발생할 수 있는 스케줄링 방식은 무엇입니까?

• ① RR
• ② FCFS
• ③ SRTF
• ④ Priority(선점형)

정답: ② FCFS

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✅ Q3. 기아현상(Starvation)을 해결하기 위해 사용하는 기법은 무엇입니까?

• ① Time Quantum
• ② Context Switching
• ③ Aging
• ④ Preemption

정답: ③ Aging

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🔷 마무리 요약

- FCFS: 도착 순서, 비선점형
- SJF/SRTF: 짧은 작업 우선 (SRTF는 선점형)
- RR: 공평한 타임 퀀텀 분배 (선점형)
- Priority: 우선순위 기반 스케줄링 (선점형/비선점형)
- MQ: 프로세스 성격별 큐로 관리

운영체제는 시스템 환경과 프로세스 특성에 따라
이러한 스케줄링 알고리즘을 적절히 조합하여
최적의 성능과 공정성을 달성하고 있습니다.

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