하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 요청이 들어온 순서대로 처리하는 것입니다.
예를들어
- 0ms 시점에 3ms가 소요되는 A작업 요청 - 1ms 시점에 9ms가 소요되는 B작업 요청 - 2ms 시점에 6ms가 소요되는 C작업 요청
와 같은 요청이 들어왔습니다. 이를 그림으로 표현하면 아래와 같습니다.
한 번에 하나의 요청만을 수행할 수 있기 때문에 각각의 작업을 요청받은 순서대로 처리하면 다음과 같이 처리 됩니다.
- A: 3ms 시점에 작업 완료 (요청에서 종료까지 : 3ms) - B: 1ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 12ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 11ms) - C: 2ms부터 대기하다가, 12ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 16ms)
이 때 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 10ms(= (3 + 11 + 16) / 3)가 됩니다.
하지만 A → C → B 순서대로 처리하면
- A: 3ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 3ms) - C: 2ms부터 대기하다가, 3ms 시점에 작업을 시작해서 9ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 7ms) - B: 1ms부터 대기하다가, 9ms 시점에 작업을 시작해서 18ms 시점에 작업 완료(요청에서 종료까지 : 17ms)
이렇게 A → C → B의 순서로 처리하면 각 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균은 9ms(= (3 + 7 + 17) / 3)가 됩니다.
각 작업에 대해 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간]을 담은 2차원 배열 jobs가 매개변수로 주어질 때, 작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간의 평균을 가장 줄이는 방법으로 처리하면 평균이 얼마가 되는지 return 하도록 solution 함수를 작성해주세요. (단, 소수점 이하의 수는 버립니다)
제한 사항
jobs의 길이는 1 이상 500 이하입니다.
jobs의 각 행은 하나의 작업에 대한 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간] 입니다.
각 작업에 대해 작업이 요청되는 시간은 0 이상 1,000 이하입니다.
각 작업에 대해 작업의 소요시간은 1 이상 1,000 이하입니다.
하드디스크가 작업을 수행하고 있지 않을 때에는 먼저 요청이 들어온 작업부터 처리합니다.
입출력 예
jobs
return
[[0, 3], [1, 9], [2, 6]]
9
입출력 예 설명 문제에 주어진 예와 같습니다.
0ms 시점에 3ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
1ms 시점에 9ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
2ms 시점에 6ms 걸리는 작업 요청이 들어옵니다.
풀이
작업의 요청부터 종료까지 걸린 시간. 즉, 반환 시간의 평균을 최소화 시키는 알고리즘을 사용해서 문제를 해결해야 합니다. 또한 작업 도중 교체할 수 없기 때문에 비선점 스케줄링이어야 합니다. (반환시간 : 대기 시간을 포함하여 실행이 종료될 때까지의 시간, 종료시간 - 요청 시간) (비선점 스케줄링 : 이미 할당된 작업을 강제로 빼앗아 사용할 수 없는 스케줄링 기법)
스케줄링 알고리즘 중 비선점 알고리즘이면서 반환 시간을 최소화시키는 알고리즘은 SJF(단기 작업 우선, Shortest Job First) 알고리즘입니다. 따라서 SJF를 그대로 구현해주면 문제를 해결할 수 있습니다.
SJF는 대기열을 큐를 사용하긴 하는데 그냥 큐를 사용하면 FCFS와 동일하기 때문에 우선순위 큐를 사용해야 SJF로 만들 수 있습니다.
우선순위 큐는 실행 시간이 작은 작업부터 진행하고 만약 실행 시간이 같다면 먼저 요청이 들어온 작업을 진행하도록 구현하였습니다.
시간의 진행을 순차적으로 1씩 늘려갈지 아니면 종료시간을 기점으로 추가되지 않은 작업들을 일괄적으로 추가할지 고민하다가 구현은 좀 더 복잡해도 후자가 효율이 좋을 것 같아 후자로 구현하였습니다.
시간 계산은 일단 작업을 요청시간을 기준으로 정렬하고 가장 앞에 작업의 요청시간으로 시간을 진행시킵니다. 그 후 경과된 시간보다 이전에 요청이 들어온 작업을 모두 우선순위 큐에 push하고 만약 들어온 작업이 없다면 또 다음 순서의 작업으로 시간을 경과시킵니다.
위 작업을 반복하면서 반환시간을 계산해 평균 반환시간을 리턴하면 문제를 해결할 수 있습니다.
성공 코드
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <deque>
#include <iostream>
#include <limits>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <stack>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;
//define
#define DEF_MIN -2147483648
#define DEF_MAX 2147483647
using ull = unsigned long long ;
using location = pair<int, int> ;
using matrix = vector<vector<int>>;
using job = vector<int>;
enum eJob
{
eEmpty = -1,
eInput = 0,
eRun
};
//custum function
struct HeapCompare
{
bool operator()(job a, job b) //
{
if (a[1] == b[1])
return a[0] > b[0];
else
return a[1] > b[1];
}
};
int solution(vector<vector<int>> jobs) {
int answer = 0;
priority_queue<job, vector<job>, HeapCompare> pqScheduler;
job vNowSchedul(0);
int nJobOrder(0), nMS(0), nJobSize(jobs.size()), nSum(0);
sort(jobs.begin(), jobs.end());
while (true)
{
//작업 추가
if (nJobOrder != nJobSize)
{
while (true)//해당 ms의 작업이 없을 때 까지 추가
{
if (nJobOrder == nJobSize) //순서가 크기랑 같아지면 반환
{
break;
}
const vector<int> vJob = jobs[nJobOrder];
if (nMS < vJob[eInput] ) //해당시간에 작업이 없으면 반환
{
break;
}
pqScheduler.push(vJob);
++nJobOrder;
}
}
if (pqScheduler.empty() == false)// 대기열에 작업이 있으면 작업 진행
{
vNowSchedul = pqScheduler.top();
int nSchedulEndTime = nMS + vNowSchedul[eRun];
pqScheduler.pop();
//종료시간 합산
nSum += nSchedulEndTime - vNowSchedul[eInput];
//시간 진행
nMS = nSchedulEndTime;
//초기화
vNowSchedul.clear();
}
else if (nJobOrder != nJobSize)//대기열에 작업이 없고 아직 진행하지 않은 작업이 있으면 시간 진행
{
const vector<int> vJob = jobs[nJobOrder];
nMS = vJob[eInput];
}
else
{
break;
}
}
answer = nSum / nJobSize;
return answer;
}
