정보처리산업기사, 정보처리기사 - 라운드 로빈, RR(Round Robin) 스케줄링 집중 탐색!!

※ 공부 내용의 복습 개념으로 정리된 글입니다.

 

라운드 로빈(RR, Round Robin) 스케줄링

라운드 로빈은 선점형(preemptive) 스케줄링 기법 중 하나로,

각 프로세스에게 동일한 시간 할당량(time quantum)을 부여합니다.

 

프로세스가 할당된 시간 동안 CPU를 사용한 후, 다음 프로세스로 전환 됩니다.

이 과정은 모든 프로세스가 완료될 때까지 반복되며, 프로세스가 공평하게 CPU 시간을 분배받을 수 있도록 보장해줍니다.

 

라운드 로빈의 작동 방식

1. 프로세스 준비
   • 프로세스가 준비 큐에 들어오면, 큐의 맨 뒤에 추가됩니다.
2. 시간 할당
   • CPU는 준비 큐의 맨 앞에 있는 프로세스에게 주어집니다.
3. 타이머 설정
   • 프로세스가 실행되기 시작하면, 타이머가 설정됩니다.
   • 이 타이머는 시간 할당량을 초과하면 인터럽트를 발생시킵니다.
4. 시간 초과 또는 종료
   • 프로세스가 시간 할당량을 초과하면, CPU는 인터럽트에 의해 해당 프로세스로부터 회수되고,
     프로세스는 큐의 맨 뒤로 이동됩니다.
   • 프로세스가 작업을 완료하면 큐에서 제거됩니다.
5. 반복
   • 준비 큐에 있는 다음 프로세스에게 CPU가 할당되며, 위의 과정이 반복됩니다.

※ 인터럽트

인터럽트는 CPU가 실행 중인 작업을 중단하고, 인터럽트를 발생시킨 사건을 처리할 수 있도록 하는 신호입니다.

인터럽트는 예기치 않은 상황에 신속하게 대응할 수 있도록 도와줍니다.

(하드웨어 인터럽트, 소프트웨어 인터럽트, ...)

 

 

 

 

라운드 로빈의 장점과 단점

• 장점
  • 공평성
    모든 프로세스는 동일한 시간 할당량을 가지므로, 특정 프로세스가 과도하게 CPU를 점유하지 못합니다.
    
    
  • 응답 시간 보장
    짧은 시간 할당량을 설정하면, 각 프로세스가 빠르게 응답을 받을 수 있어 대화형 시스템에 적합합니다.
    
    
  • 간단한 구현
    라운드 로빈은 비교적 단순한 알고리즘으로, 구현이 쉽고 이해하기도 간단합니다.
• 단점
  • 효율성 저하
    잦은 문맥 전환(context switch)이 발생할 수 있어, 시스템 오버헤드가 증가할 수 있습니다.
    
    
  • 시간 할당량 설정의 어려움
    시간 할당량이 너무 짧으면 문맥 전환이 너무 빈번하게 발생하고, 너무 길면 라운드 로빈의 장점을 살리기 어렵습니다.
    
    
  • 긴 프로세스 처리 지연
    긴 실행 시간을 필요로 하는 프로세스는 여러 번 CPU를 할당받아야 하므로, 처리 시간이 길어질 수 있습니다.

 

라운드 로빈 예제

예를 들어,

A, B, C 세 개의 프로세스가 있고,

각 프로세스의 실행 시간이 6, 4, 8이며,

각 프로세스의 도착 시간은 0, 1, 2이며,

시간 할당량이 2라고 가정해보겠습니다.

 

프로세스	도착 시간	작업 수행 시간
A	0	6
B	1	4
C	2	8

시간 할당량 = 2

 

 

프로세스	대기시간	반환시간(종료시간 - 도착시간)
A	8	12 - 0 = 12
B	5	10 - 1 = 9
C	8	14 - 2 = 12

 

평균 반환 시간은 (반환시간총합) / 작업 수 입니다.

= (12 + 9 + 12) / 3

= 11 입니다.