1. FIFO 스케줄링의 장단점이 뭔가요?

장점은 쉬운 구현과 실행 결과 예측의 용이성이고, 단점은 호위 효과와 사용성 저하입니다. FCFS(First Comes, First Served) Algorithm이라고도 하는 FIFO Scheduling은 이름대로 모든 프로세스를 단일 Ready Queue에 넣고 순차 실행합니다. Time Slice, Timeout Interrupt 등을 통한 Context Switching도 구현되지 않은 때의 비선점 알고리즘인 만큼 구현이 쉽고 실행 결과 예측이 용이합니다. 그러나 Burst Time이 긴 게 먼저 오느냐, 짧은 게 먼저 오느냐에 따라 평균 대기 시간 차이가 크게 벌어지는 Convoy Effect가 발생하며, 멀티 프로세싱이 불가능하므로 사용성이 크게 저하됩니다.

2. SJF를 사용하기 어러운 이유가 뭔가요?

각 프로세스의 Burst Time 예측 불가능성, Burst Time이 긴 프로세스의 Starvation 때문입니다. SJF(Shortest Job First) Scheduling은 Burst Time이 짧은 프로세스를 우선 실행하는 알고리즘입니다. 따라서 각 프로세스의 Burst Time을 정확히 예측하고, 그걸 바탕으로 Ready Queue에 줄세워야 하는데 이것은 외부 환경 등에 의해 큰 영향을 받는 Burst Time 특성상 현실적으로 줄세우기가 불가능하단 것이 첫 번째 이유입니다. 두 번째로, 어찌어찌 모든 프로세스를 잘 줄세웠다고 해도 Burst Time이 아주 긴 프로세스는 최악의 경우, 컴퓨터가 종료될 때까지 단 한 번도 실행되지 못할 수도 있습니다.

3. RR 스케줄링에서 타임 슬라이스가 아주 작으면 어떤 문제가 발생할까요?

매우 큰 Context Switching Overhead가 발생해 시스템 성능을 크게 저하됩니다. 컨텍스트 스위칭 작업에는 CPU 레지스터나 프로그램 카운터 같은 상태 정보 저장 및 복원, 메모리 캐시 무효화 등의 오버헤드 요소가 산재해 있습니다. 만약 타임 슬라이스가 극단적으로 짧다면 CPU가 연산보다 컨텍스트 스위칭에 더 많은 리소스와 시간을 소모하게 되어 전체 시스템 처리량을 크게 낮추고 응답 시간도 늘어나게 됩니다.

4. 운영체제가 MLFQ에서 CPU Bound Process와 I/O Bound Process를 어떻게 구분할까요?

OS는 Timeout Interrupt가 일어난 프로세스는 CPU Bound Process로, I/O Burst가 일어난 I/O Bound Process는 I/O Bound Process로 판단합니다. 어떤 프로세스가 할당된 시간 동안 작업을 완수하지 못한 채 타임아웃 인터럽트가 발생하면, 이는 프로세스가 긴 CPU burst를 수행하고 있다는 신호이므로 CPU Bound Process로 간주되어 낮은 우선순위 큐로 이동할 가능성이 큽니다. 반면 Timeout Interrupt 전에 I/O Burst을 발생시키면 CPU를 별로 안 쓴다는 뜻이므로 I/O Bound Process로 판단되어 높은 우선순위 큐에 배치되어 빠른 응답성을 유지합니다.

5. 공유자원이란 무엇인가요?

여러 프로세스나 스레드가 동시에 접근하고 사용할 수 있는 하드웨어나 소프트웨어 자원을 의미합니다. CPU, 메모리, 파일, 프린터, 네트워크 등이 모든 HW 자원이 여기에 해당할 수 있습니다. 동기화 문제가 발생하지 않도록 주의해야 합니다.

6. 교착상태에 빠질 수 있는 조건에는 어떤 것들이 있을까요?

상호 배제(Mutual Exclusion), 비선점(No Pre-emption), 점유와 대기(Hold and Wait), 원형 대기(Circular Wait)이 있습니다. 상호 배제는 하나의 프로세스가 자원을 사용 중일 때 다른 프로세스는 해당 자원을 사용할 수 없는 조건입니다. 비선점은 한 프로세스가 자원을 할당받으면, 그 프로세스가 자원을 자발적으로 해제할 때까지 다른 프로세스가 강제로 빼앗을 수 없는 조건입니다. 점유와 대기는 프로세스가 최소한 하나의 자원을 보유한 상태에서, 추가 자원을 요청해 대기하는 상황입니다. 마지막으로 원형 대기 (Circular Wait)란 프로세스들이 점유와 대기 상태로 원형으로 대기하는 것입니다. 예를 들어, 프로세스 A가 프로세스 B가 보유한 자원을 기다리고, 프로세스 B는 프로세스 C의 자원을, 그리고 마지막으로 프로세스 C는 다시 프로세스 A의 자원을 기다리는 형태입니다.