스케줄링

스케줄링은 한정된 자원을 효율적으로 사용하여 작업을 할당하고 실행 순서를 결정하는 과정을 의미한다. 이는 컴퓨터 과학, 운영 관리, 프로젝트 관리 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 수행하며, 목표 달성을 위한 시간 관리 및 자원 배분의 최적화를 추구한다.

개념 및 목적

스케줄링의 주요 목적은 다음과 같다.

• 자원 활용률 최대화: 유휴 자원을 최소화하여 시스템 전체의 효율성을 높인다.
• 처리량 증대: 주어진 시간 내에 완료되는 작업의 양을 늘린다.
• 응답 시간 최소화: 사용자 요청에 대한 응답 시간을 줄여 사용자 만족도를 높인다.
• 공정성 확보: 모든 작업에 공정한 기회를 제공하여 특정 작업이 불이익을 받지 않도록 한다.
• 기한 준수: 작업의 마감 기한을 지켜 프로젝트의 성공적인 완료를 보장한다.

스케줄링 알고리즘

스케줄링 알고리즘은 작업의 우선순위, 자원 요구량, 마감 기한 등 다양한 요소를 고려하여 작업 순서를 결정하는 규칙이다. 대표적인 스케줄링 알고리즘은 다음과 같다.

• 선입선출 (FIFO/FCFS): 먼저 도착한 작업을 먼저 처리하는 가장 단순한 방식이다. 구현이 쉽지만, 짧은 작업이 긴 작업 때문에 대기하는 문제가 발생할 수 있다.
• 최단 작업 우선 (SJF): 실행 시간이 가장 짧은 작업을 먼저 처리하는 방식이다. 평균 대기 시간을 최소화하지만, 실행 시간을 미리 예측해야 하며 긴 작업이 무한정 대기하는 문제가 발생할 수 있다.
• 우선순위 스케줄링: 각 작업에 우선순위를 부여하여 높은 우선순위의 작업을 먼저 처리하는 방식이다. 중요한 작업을 먼저 처리할 수 있지만, 낮은 우선순위의 작업이 무한정 대기하는 문제가 발생할 수 있다.
• 라운드 로빈 (RR): 각 작업에 동일한 시간 할당량 (time slice)을 부여하여 번갈아 가며 실행하는 방식이다. 모든 작업에 공정한 기회를 제공하지만, 문맥 교환 오버헤드가 발생할 수 있다.
• 다단계 큐 스케줄링: 여러 개의 큐를 사용하여 각 큐마다 다른 스케줄링 알고리즘을 적용하는 방식이다. 작업의 특성에 따라 적절한 큐에 할당하여 효율성을 높일 수 있다.

응용 분야

스케줄링은 다양한 분야에서 활용된다.

• 운영체제: CPU 스케줄링, 디스크 스케줄링, 입출력 스케줄링 등 시스템 자원을 효율적으로 관리한다.
• 데이터베이스: 트랜잭션 스케줄링을 통해 데이터의 일관성을 유지하고 동시성을 제어한다.
• 네트워크: 패킷 스케줄링을 통해 네트워크 트래픽을 관리하고 서비스 품질을 보장한다.
• 프로젝트 관리: 프로젝트 일정 관리, 자원 배분 등을 통해 프로젝트의 성공적인 완료를 지원한다.
• 제조업: 생산 스케줄링을 통해 생산 효율성을 높이고 재고를 관리한다.