단기, 중기, 장기 스케줄러

[JoisFe]

단기, 중기, 장기 스케쥴러에 대해 설명해 주세요.

• 단기, 중기, 장기 스케쥴러
  • 현대 OS에는 단기, 중기, 장기 스케쥴러를 모두 사용하고 있나요?
  • 프로세스의 스케쥴링 상태에 대해 설명해 주세요.
  • preemptive/non-preemptive 에서 존재할 수 없는 상태가 있을까요?
  • Memory가 부족할 경우, Process는 어떠한 상태로 변화할까요?

[JoisFe]

단기, 중기, 장기 스케줄러

Q) 현대 OS에는 단기, 중기, 장기 스케쥴러를 모두 사용하고 있나요?

[JoisFe]

https://hojunking.tistory.com/52

[jay200333]

현대 OS에는 단기, 중기, 장기 스케쥴러를 모두 사용하고 있나요?

✅ 답변
장기 사용 X

과거에는 적은 양의 메모리를 많은 프로세스들에게 할당하면 프로세스당 메모리 보유량이 적어져 장기 스케줄러가 이를 조절하는 역할을 했지만 현재의 운영체제에서는 프로세스가 시작되면 바로 프로세스에 메모리를 할당해 준비 큐에 넣어주게 된다.

---

프로세스의 스케쥴링 상태에 대해 설명해 주세요.

✅ 답변

1. Created : 프로세스가 생성되는 중
2. Running : CPU 스케줄링(단기 스케줄링)에 의해 CPU를 할당받은 프로세스는 Running 상태가 되어 작업을 수행합니다. 작업 수행 중 스케줄링에 의해 CPU를 선점(preemption) 당해 Ready 상태가 되거나 I/O 인터럽트 등으로 block이 되어 Asleep 상태로 상태가 전이될 수 있습니다.
3. Waiting : 프로세스가 어떤 event(입출력 완료, signal 수신)가 발생하기를 기다리는 중
4. Ready : 메모리를 할당받은 프로세스는 레디 큐에서 프로세서(CPU) 할당을 대기합니다.
5. Asleep(Blocked) : 인터럽트 등으로 프로세서 외 다른 자원을 기다리는 상태입니다. 해당 자원을 할당받으면 Running 상태가 아닌 다시 Ready 상태가 되어 CPU 할당을 대기합니다.
6. Suspended Ready, Suspended Block : 메모리를 할당 받지 못하거나 빼앗긴 상태입니다. 빼앗기게 된 경우 Memory image를 Swap device에 보관(Swap-Out)했다가 자원을 다시 할당받을 때 해당 Memory image를 통해 상태를 복구(Swap-In)하게 됩니다.
7. Terminated : 프로세스 실행 종료

---

preemptive/non-preemptive 에서 존재할 수 없는 상태가 있을까요?

✅ 답변

Asleep(Blocked) 상태는 작업 실행이 불가능한 상태로, 자원 할당을 대기 하는 등 사전 정의 된 다른 작업이 완료될 때까지 작업 수행이 중지되는 상태입니다. 따라서 Asleep(Block) 상태는 preemptive 및 non-preemptive 스케줄링 모두에서 존재할 수 없습니다.

---

Memory가 부족할 경우, Process는 어떠한 상태로 변화할까요?

✅ 답변

• 프로세스가 준비 상태인 경우 메모리가 부족하게 되면 메모리를 할당 받지 못하고 대기 상태가 됨
• 메모리에 적재된 프로세스를 스와핑하여 디스크로 옮겨 대기 상태로 전환함
• 메모리 누수가 발생하게 되면 안정성을 위해 우선순위가 낮거나 메모리를 과도하게 사용하는 프로세스를 종료 시킴

[dy102]

• 단기, 중기, 장기 스케쥴러에 대해 설명해 주세요.

  장기 스케줄러

  
  작업 스케쥴러라고도 부르며 어떤 프로세스를 준비 큐에 삽입할 지 결정하는 역할을 한다.

  프로세스를 시스템에 새로운 프로세스로 생성하거나 큐에서 실행 대기 중인 프로세스를 준비 상태로 변경하는 역할을 한다.

  프로세스의 입출력 비율, 메모리 요구 사항 등을 고려하여 어떤 프로세스를 메모리로 가져올지 결정한다.

  장기 스케줄러는 수십 초 내지 수 분 단위로 가끔 호출되기 때문에 상대적으로 속도가 느린 것이 허용된다. 또한 장기 스케줄러는 메모리에 동시에 올라가 있는 프로세스의 수를 조절하는 역할을 한다.

  중기 스케줄러

  중기 스케줄러는 프로세스가 메모리에 적재되거나 스왑 영역으로 내려가야 할 때, 즉 프로세스를 스왑인 또는 스왑아웃하는 역할을 한다.

  너무 많은 프로세스에게 메모리를 할당해 성능이 저하되는 경우 이를 해결하기 위해 메모리에 적재된 프로세스의 수를 동적으로 조절하기 위해 추가된 스케줄러이다.

  이 스케줄러는 메모리 관리와 관련이 있으며, 메모리 부족 상황에서 스와핑을 통해 프로세스를 디스크와 메모리 간에 이동시킨다.

  단기 스케줄러와는 다르게 CPU의 사용 여부와 관계없이 프로세스를 메모리와 디스크 간에 교환하는 데 중점을 둔다.

  단기 스케줄러

  단기 스케줄러는 CPU 스케줄링을 담당하며, 프로세스가 준비 상태에 있을 때, 즉 CPU에서 실행될 준비가 된 프로세스를 선택하는 역할을 한다.

  이 스케줄러는 주기적으로 실행되며, 프로세스가 CPU를 점유할 때의 실행 순서를 결정한다. 프로세스가 실행 중인 상태에서 다른 프로세스로 전환하려면 단기 스케줄링 알고리즘을 통해 어떤 프로세스를 실행할지를 결정한다.

• 단기, 중기, 장기 스케쥴러

  • 현대 OS에는 단기, 중기, 장기 스케쥴러를 모두 사용하고 있나요?

    일반적으로 장기 스케줄러를 두지 않는 경우가 대부분이다. 과거에는 적은 양의 메모리를 많은 프로세스들에게 할당하면 프로세스당 메모리 보유량이 적어져 장기 스케줄러가 이를 조절하는 역할을 했지만 현대의 운영체제에서는 프로세스가 시작되면 장기 스케줄러 없이 바로 그 프로세스에 메모리를 할당해 준비 큐에 넣어주게 된다.

  • preemptive/non-preemptive 에서 존재할 수 없는 상태가 있을까요?

    Preemptive/Non-Preemptive에서 존재할 수 없는 상태

    • 두 방식 모두 기본적인 New, Ready, Running, Waiting, Terminated 상태는 존재

    Non-Preemptive에서 불가능한 상태 전환:

    • Running → Ready:
      • 스케줄러가 프로세스를 강제로 중단하지 못하므로, 실행 중인 프로세스는 자발적으로 CPU를 반납하거나 종료해야 함.
      • 강제 선점이 불가능.

  • Memory가 부족할 경우, Process는 어떠한 상태로 변화할까요?

    Suspended (중단):

    • 중기 스케줄러에 의해 메모리에서 제거되고 디스크로 스와핑된 상태.

    Memory 부족 시, Process의 상태 변화

    1. 메모리 부족 상황:
       • 시스템에 프로세스를 위한 충분한 메모리가 없는 경우 발생.
       • 특히 스와핑이 사용되지 않는 시스템에서 발생 빈도가 높음.
    2. 변화 과정:
       • Ready → Suspended 상태:
         • 중기 스케줄러가 실행 중인 프로세스를 메모리에서 디스크로 내보냄.
         • 메모리 부족을 완화하고, 다른 프로세스가 메모리를 사용할 수 있도록 함.
       • 이후 Suspended → Ready:
         • 메모리가 확보되면, 중단된 프로세스를 다시 메모리로 불러옴.