[논문 리뷰] Design and Performance Evaluation of A New Proposed Fittest Job First Dynamic Round Robin(FJFDRR) Scheduling Algorithm

Rakesh Mohanty, Manas Das외 2명|arXiv (Cornell University)|2011. 09. 14.

Real-Time Systems Scheduling참고 문헌 4인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 계산된 적합도 요소(f)를 기반으로 시간 큐안을 동적으로 조정하여 높은 적합도를 가진 프로세스를 우선 처리하는 Fittest Job First Dynamic Round Robin (FJFDRR) 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 우선순위 기반 정적 라운드 로빈(PBSRR)과 비교하여 FJFDRR는 컨텍스트 스위치 수, 평균 대기 시간, 평균 턴-around 시간을 감소시켜 프로세스 스케줄링 효율성에서 뛰어난 성능을 보여준다.

ABSTRACT

In this paper, we have proposed a new variant of Round Robin scheduling algorithm by executing the processes according to the new calculated Fit Factor f and using the concept of dynamic time quantum. We have compared the performance of our proposed Fittest Job First Dynamic Round Robin(FJFDRR) algorithm with the Priority Based Static Round Robin(PBSRR) algorithm. Experimental results show that our proposed algorithm performs better than PBSRR in terms of reducing the number of context switches, average waiting time and average turnaround time.

연구 동기 및 목표

• 기존 라운드 로빈 및 우선순위 기반 스케줄링의 비효율성을 해결하기 위해 동적 시간 큐안 조정을 도입하기 위해.
• 프로세스 스케줄링에서 컨텍스트 스위치 수, 대기 시간, 턴-around 시간을 감소시키기 위해.
• 적합도 기반 작업 우선순위 지정을 통해 시스템의 반응성과 처리량을 향상시키기 위해.
• 기존의 PBSRR 스케줄링과 비교하여 제안된 FJFDRR 알고리즘의 성능을 평가하기 위해.

제안 방법

• FJFDRR 알고리즘은 실행 특성에 기반해 프로세스의 적합도를 평가하기 위해 적합도 요소(f)를 도입한다.
• 적합도 요소(f)를 사용해 시간 큐안을 동적으로 조정함으로써 높은 적합도를 가진 프로세스에 더 효율적인 할당을 가능하게 한다.
• 프로세스는 라운드 로빈 방식으로 스케줄링되지만, 시간 큐안 값은 f에 따라 변동된다.
• 프로세스 행동과 시스템 부하의 변화를 반영하기 위해 적합도 요소(f)는 주기적으로 재계산된다.
• 정의된 우선순위 선택과 동적 시간 큐안 조합을 통해 공정성과 효율성의 균형을 이루도록 한다.
• 컨텍스트 스위치 수, 평균 대기 시간, 평균 턴-around 시간 등의 시뮬레이션 메트릭을 사용해 성능을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 적합도 요소(f) 기반 동적 시간 큐안 조정이 정적 큐안 할당 대비 스케줄링 효율성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 FJFDRR 알고리즘이 PBSRR 대비 컨텍스트 스위치 수를 얼마나 감소시키는가?
• RQ3 적합도 요소 기반 우선순위 지정이 프로세스 스케줄링에서 평균 대기 시간과 턴-around 시간을 개선할 수 있는가?
• RQ4 FJFDRR는 대기 시간과 처리량 등의 성능 지표를 향상시키는 동시에 공정성을 어떻게 유지하는가?
• RQ5 실시간 및 일반 목적 워크로드에서 FJFDRR는 PBSRR 대비 전체적으로 어떤 성능 향상을 보이는가?

주요 결과

• FJFDRR 알고리즘은 PBSRR 알고리즘보다 컨텍스트 스위치 수를 감소시킨다.
• FJFDRR에서는 PBSRR보다 평균 대기 시간이 크게 낮아져 프로세스의 반응성이 향상됨을 나타낸다.
• FJFDRR에서는 평균 턴-around 시간이 감소하여 프로세스의 완료 속도가 빨라짐을 보여준다.
• 제안된 알고리즘이 효율성과 시스템 처리량을 포함한 모든 평가된 성능 지표에서 PBSRR를 능가함을 입증한다.
• 적합도 요소(f) 기반 시간 큐안의 동적 조정은 더 나은 로드 밸런싱과 자원 활용도를 이끌어낸다.
• 실험 결과 FJFDRR가 PBSRR보다 공정성과 성능 간의 균형을 더 잘 달성함을 확인한다.