이번 포스팅에서는 자원 스케줄링의 개념과 운영체제에서 이루어지는 여러 종류의 스케줄링, 그리고 다중 프로그래밍과의 관계에 대해 알아보겠습니다.
1. 자원에 대한 스케줄링이란?
자원 스케줄링은 말 그대로 컴퓨터 시스템 내의 자원에 대한 경쟁 상황에서 특정 작업을 선택하는 과정을 의미합니다.
자원에는 CPU, 메모리, 디스크, 프린터 등 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 자원이 포함됩니다.
이러한 자원들에 대한 경쟁이 발생할 때, 운영체제는 특정 작업이나 프로세스에 자원을 할당하여 시스템이 원활하게 작동하도록 합니다.
2. 컴퓨터 시스템 내의 다양한 스케줄링
운영체제는 자원을 관리하기 위해 다양한 종류의 스케줄링을 사용합니다.
주요 스케줄링 방식은 다음과 같습니다.
2-1. 작업 스케줄링 (Job Scheduling)
작업 스케줄링은 주로 배치 시스템에서 사용되며, 대기 중인 여러 작업들 중에서 메모리에 적재할 작업을 선택하는 과정을 의미합니다.
배치 작업들은 대개 순차적으로 처리되며, 메모리 자원에 올릴 작업을 결정하는 것이 핵심입니다.
2-2. CPU 스케줄링
CPU 스케줄링은 프로세스나 스레드 중 하나를 선택하여 CPU를 할당하는 과정입니다.
현대 운영체제에서는 주로 스레드 스케줄링이 이루어지며, 여러 스레드 중에서 하나를 선택해 CPU를 사용할 수 있도록 합니다.
이는 시스템의 효율성과 성능을 결정짓는 중요한 요소입니다.
2-3. 디스크 스케줄링
디스크 스케줄링은 디스크 장치 내에서 이루어지며, 디스크 입출력 요청 중 하나를 선택하는 과정입니다.
디스크는 시스템의 입출력 성능에 큰 영향을 미치므로, 요청을 효율적으로 처리할 수 있도록 최적화된 스케줄링이 필요합니다.
2-4. 프린터 스케줄링
프린터 스케줄링은 여러 프린팅 작업 중 하나를 선택하여 프린터에 할당하는 과정입니다.
여러 사용자가 동시에 프린터를 사용하려고 할 때, 어느 작업을 먼저 처리할지 결정하는 것이 중요합니다.
3. 다중 프로그래밍과 스케줄링
3-1. 다중 프로그래밍의 도입 목적
다중 프로그래밍은 CPU의 유휴 시간을 최소화하고, CPU 활용률을 극대화하기 위해 도입된 개념입니다.
한 프로세스가 I/O 요청으로 인해 CPU를 사용하지 않는 동안, 다른 프로세스가 CPU를 사용할 수 있도록 하여 전체 시스템의 효율성을 높입니다.
3-2. 다중 프로그래밍과 스케줄링
다중 프로그래밍의 개념과 함께, 운영체제는 두 가지 주요 스케줄링 기법을 사용합니다.
- 작업 스케줄링 (Job Scheduling): 디스크 장치에서 메모리로 올릴 작업을 선택합니다. 초기 배치 시스템과 유사하며, 프로세스가 처음 시작될 때 또는 종료될 때 수행됩니다.
- CPU 스케줄링 (CPU Scheduling): 메모리에 적재된 작업 중에서 CPU에 실행할 프로세스를 선택합니다. 이 과정에서 운영체제는 프로세스의 우선순위, 대기 시간, CPU 요구량 등을 고려하여 최적의 프로세스를 선택합니다.
결론
작업 스케줄링, CPU 스케줄링, 디스크 스케줄링, 프린터 스케줄링 등 다양한 스케줄링 방법은 시스템의 성능을 최적화하고, 사용자에게 빠르고 효율적인 서비스를 제공합니다.
다중 프로그래밍과 결합된 스케줄링 기법은 CPU의 활용률을 극대화하여 시스템의 전체적인 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.