정보처리산업기사, 운영체제는 프로세스뿐 아니라 입출력(I/O) 요청도 효율적으로 처리해야 한다. 특히 하드디스크는 탐색 시간(Seek Time) 이 전체 성능에 큰 영향을 주기 때문에, 요청 순서를 최적화하는 디스크 스케줄링(Disk Scheduling) 알고리즘이 사용된다.
이번 학습에서는 디스크 스케줄링의 기본 원리와 시험에 자주 등장하는 네 가지 알고리즘을 비교한다.
정보처리산업기사 1개월 단기 과정 스케줄을 확인하고 싶은분들은 아래글을 이용바랍니다.
1. 디스크 스케줄링 개요
1) 기본 용어
| 용어 | 설명 |
|---|---|
| 탐색시간 (Seek Time) | 헤드가 해당 트랙으로 이동하는 시간 |
| 회전지연 (Rotational Delay) | 디스크가 해당 섹터로 회전할 때까지의 대기 시간 |
| 전송시간 (Transfer Time) | 실제 데이터가 전송되는 시간 |
실기에서는 주로 “탐색 거리(헤드 이동 거리)” 계산 문제가 출제된다.
2. 주요 알고리즘 비교
| 알고리즘 | 동작 방식 | 특징 | 단점 |
|---|---|---|---|
| FCFS (First Come First Served) | 요청 도착 순서대로 처리 | 단순, 공정 | 탐색 거리 비효율적 |
| SSTF (Shortest Seek Time First) | 현재 헤드에서 가장 가까운 요청 우선 | 평균 탐색거리 감소 | 기아(Starvation) 가능 |
| SCAN (엘리베이터 알고리즘) | 헤드가 한 방향으로 이동하며 요청 처리 | 균형 잡힌 처리 | 끝단 요청 지연 |
| CSCAN (Circular SCAN) | 한 방향으로만 이동 후 다시 처음으로 복귀 | 응답 시간 균일 | 역방향 이동 시 비효율 |
3. 예시 문제
디스크 요청 큐: 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67
헤드 초기 위치: 53
디스크 트랙 범위: 0~199
1) FCFS (First Come First Served)
처리 순서: 53 → 98 → 183 → 37 → 122 → 14 → 124 → 65 → 67
이동 거리 계산
| 구간 | 이동 거리 |
|---|---|
| 53→98 | 45 |
| 98→183 | 85 |
| 183→37 | 146 |
| 37→122 | 85 |
| 122→14 | 108 |
| 14→124 | 110 |
| 124→65 | 59 |
| 65→67 | 2 |
| 합계 | 640 |
총 이동 거리: 640 트랙
2) SSTF (Shortest Seek Time First)
처리 순서: 53 → 65 → 67 → 37 → 14 → 98 → 122 → 124 → 183
이동 거리 합계:
= 12 + 2 + 30 + 23 + 84 + 24 + 2 + 59 = 236 트랙
특징: 평균 탐색 시간이 크게 감소하지만,
거리가 먼 요청은 계속 밀릴 수 있어 기아(Starvation) 가 발생할 수 있다.
3) SCAN (엘리베이터 알고리즘)
엘리베이터가 위층으로 쭉 올라가며 중간층 요청을 처리한 뒤,
맨 위층까지 갔다가 다시 내려오며 남은 요청을 처리하는 방식이에요.
즉, 한 방향으로 끝까지 이동했다가 반대 방향으로 전환합니다.
엘리베이터가 1층에서 10층까지 올라가면서 사람을 태운 후, 다시 1층으로 내려오며 태움.
→ 양방향으로 이동.
SCAN 동작 순서
- 현재 헤드 위치 53
- 상승 방향(오른쪽) 으로 이동 시작
- 오른쪽에 있는 요청 처리: 65, 67, 98, 122, 124, 183
- 끝까지 갔다가 (199까지 간다고 가정), 반대 방향으로 전환
- 왼쪽 요청(37, 14) 처리
SCAN 처리 순서
53 → 65 → 67 → 98 → 122 → 124 → 183 → 199 → 37 → 14
이동 거리 계산
| 구간 | 계산 | 이동거리 |
|---|---|---|
| 53→199 | 199 – 53 | 146 |
| 199→37 | 199 – 37 | 162 |
| 37→14 | 37 – 14 | 23 |
| 합계 | 331 |
즉,
- 오른쪽으로 53→199 (146)
- 끝에 닿은 후 왼쪽으로 199→37→14 (162 + 23)
- 총 이동 거리 = 146 + 162 + 23 = 331
이동 방향이 양쪽(왕복) 이므로 총 이동이 길어집니다.
4) CSCAN (Circular SCAN)
SCAN은 왕복이지만, CSCAN은 한쪽 방향만 순환 이동이에요.
즉, 맨 끝까지 갔다가 헤드를 0으로 순간 복귀한 뒤 같은 방향으로 다시 진행합니다.
엘리베이터가 1층에서 10층까지 올라간 뒤,다시 1층으로 순간 이동해서 또 위로만 올라감.
→ 한 방향만 반복.
CSCAN 동작 순서
- 현재 위치 53
- 오른쪽(상승) 방향으로 이동: 65, 67, 98, 122, 124, 183
- 끝(199) 까지 이동 후,
- 반대편(0) 으로 돌아와 왼쪽 요청(14, 37) 처리
CSCAN 처리 순서
53 → 65 → 67 → 98 → 122 → 124 → 183 → 199 → 0 → 14 → 37
이동 거리 계산
| 구간 | 계산 | 이동거리 |
|---|---|---|
| 53→199 | 199 – 53 | 146 |
| 199→0 (순환) | 199 – 0 | 199 |
| 0→37 | 37 – 0 | 37 |
| 합계 | 382 |
총 이동 거리 = 146 + 199 + 37 = 382
SCAN vs CSCAN 핵심 비교
| 구분 | SCAN | CSCAN |
|---|---|---|
| 이동 방향 | 양방향 (왕복형) | 단방향 (순환형) |
| 이동 순서 | 끝까지 갔다가 반대 방향 이동 | 끝까지 갔다가 0으로 복귀 후 다시 같은 방향 |
| 총 이동 거리(예시) | 331 | 382 |
| 응답 시간 | 중간 요청은 빠름 | 전체 응답 시간 균등 |
| 특징 | 왕복형 엘리베이터 | 원형 순환형 엘리베이터 |
👉 SCAN이 왕복 이동이라 더 효율적,
CSCAN은 일정 응답시간을 보장하지만 총 이동거리가 더 김.
4. 시각적 비교 (요약표)
| 알고리즘 | 처리 순서(간략) | 총 이동 거리 |
|---|---|---|
| FCFS | 요청 순서 그대로 | 640 |
| SSTF | 가까운 요청 우선 | 236 |
| SCAN | 53→199→14 | 331 |
| CSCAN | 53→199→0→37 | 382 |
5. 간트 차트 예시
![정보처리산업기사 [3일차] 2025 정보처리산업기사 운영체제 – 디스크 스케줄링 알고리즘 (FCFS, SSTF, SCAN, CSCAN)](https://i0.wp.com/jupocket.com/wp-content/uploads/2025/10/image-8.png?resize=593%2C180&ssl=1 "[3일차] 2025 정보처리산업기사 운영체제 – 디스크 스케줄링 알고리즘 (FCFS, SSTF, SCAN, CSCAN) 2")
6. 결론
디스크 스케줄링은 탐색 거리 최소화와 응답 시간 균형이 핵심이다.
CPU 스케줄링과 유사하지만, 헤드 이동 방향과 물리적 거리를 고려한다는 점이 다르다.
시험에서는 다음 유형이 자주 출제된다.
- “헤드 이동 거리 계산 문제” (FCFS, SSTF)
- “SCAN / CSCAN의 이동 방향 차이”
- “기아(Starvation) 발생 여부” 판단 문제
다음 학습 – 파일 관리
다음 학습에서는 운영체제의 파일 관리(File System) 를 다룬다. 디렉터리 구조, 파일 할당 방식, FAT·inode·저널링(Journaling) 개념 등을 함께 정리한다.