<aside> 📌 CPU and I/O Bursts in Program Execution, CPU-burst Time의 분포, 프로세스의 특성 분류, CPU Scheduler & Dispatcher

</aside>

CPU and I/O Bursts in Program Execution

• 프로그램이 실행되면 어떤 프로그램이든 그림 왼쪽과 같은 경로(기계어)를 가지고 실행 됨

• CPU만 연속적으로 쓰는 단계(CPU-burst)와 I/O만 실행하는 단계(I/O-burst)가 반복됨

  • 누구에게 CPU를 줄지 결정하는 것 → Scheduler

  

  I/O가 잦은 개입을 하는 프로그램 (Interactive함)

CPU-burst Time의 분포

• 여러 종류의 job(== process)이 섞여 있기 때문에 CPU 스케줄링이 필요하다

  • Interactive job에게 적절한 response 제공 요망
  • CPU와 I/O 장치 등 시스템 자원을 골고루 효율적으로 사용

  

  프로그램의 종류에 따라 각 burst의 빈도와 길이가 다름

  • 대부분의 CPU 시간은 I/O bound job이 다 쓴다는 추론을 하면 안 됨!!

  • I/O bound job은 중간에 너무 많이 끼어들어서 빈도가 높았던 것, CPU bound job은 CPU를 오래 쓰기 때문에 빈도가 적을 수 밖에 없음

    → 실제로 CPU는 CPU bound job이 오래 쓰며, I/O bound job은 CPU를 오래 쓰지 않음

  • job의 종류가 섞여 있다는 것 또한 추론 가능

  • I/O bound job은 interactive 하기 때문에 너무 오래 기다리면 사용자가 답답할 수 있기 때문에 CPU를 우선적으로 주는 게 필요함(공평보단 효율) → CPU 스케줄링의 필요성

프로세스의 특성 분류

• 프로세스는 그 특성에 따라 다음 두 가지로 나눔
  • I/O-bound process
    • CPU를 잡고 계산하는 시간보다 I/O에 많은 시간이 필요한 job
    • 사람하고 인터랙션하는 job
    • many + short CPU burst
  • CPU-bound process
    • 계산 위주의 job
    • few + very long CPU burst

CPU Scheduler & Dispatcher

• CPU Scheduler

  • 누구에게 CPU를 줄 지를 결정하는 커널 코드
  • Ready 상태의 프로세스 중에서 이번에 CPU를 줄 프로세스를 고름

• Dispatcher

  • CPU의 제어권을 CPU scheduler에 의해 선택된 프로세스에게 넘기는 커널 코드
  • 이 과정을 context switching(문맥 교환)이라고 함

• CPU 스케줄링이 필요한 경우는 프로세스에게 다음과 같은 상태 변화가 있는 경우이다.

  1. Running → Blocked (ex_I/O 요청하는 시스템 콜)
  2. Running → Ready (ex_할당 시간 만료로 timer interrupt)
  3. Blocked → Ready (ex_I/O 완료 후 인터럽트, 우선순위 기반 스케줄링을 하고 있을 때는 → 우선순위가 높은 프로세스에게)
  4. Terminate (프로세스가 종료돼서 할 일이 없으니 새로운 프로세스에게 CPU 넘김)
  • 1, 4에서의 스케줄링은 nonpreemptive (== 강제로 빼앗지 않고 자진 반납, 가지고 있어도 할 일이 X)
  • 다른 모든 스케줄링은 preemptive (== 강제로 빼앗음, CPU 계속 쓰고 싶지만 ㅠㅠ 어쩔 수 X)