[ 프로그래머스 / Programmers Level 3 ] 디스크 컨트롤러

https://programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42627?language=java 

코딩테스트 연습 - 디스크 컨트롤러

 

문제

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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

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• 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.

풀이

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이 문제는 스케쥴링 알고리즘 중에 SJF ( Shortest Job First ) 를 구현하는 문제이다.

SJF ( Shortest Job First )

• FCFS ( First Come First Served ) 알고리즘을 해결하기 위해 나온 알고리즘
• waiting queue 에서 CPU 요구량이 가장 적은 ( 가장 짧은 ) 프로세스에게 CPU 할당
• starvation 발생 가능 ➡️ aging 기법으로 해결
• 실행 전에는 실행 시간을 알 수 없어서, 지수 평균 방법을 통해 추측

watingJob 에 요청 시간에 대해 오름차순으로 작업들을 넣는다.

대기 작업들 중에 첫 번째 작업을 요청 시간이 현재 시간보다 작으면 작업 시간에 대해 오름차순으로 정렬된 PriorityQueue에 넣어준다. 

pq에서 작업 시간이 짧은 작업들을 꺼내서 작업하고, time에 작업시간을 더해주고, answer는 Turn Around Time을 더해준다.

코드

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import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.PriorityQueue;
import java.util.Queue;

public class 디스크컨트롤러 {

    static class job{
        int inTime;
        int jobTime;

        job(int inTime, int jobTime){
            this.inTime = inTime;
            this.jobTime = jobTime;
        }
    }

    public static int solution(int[][] jobs) {
        int answer = 0;

        LinkedList<job> waitingJob = new LinkedList<>();
        PriorityQueue<job> pq = new PriorityQueue<>(new Comparator<job>(){
            @Override
            public int compare(job o1, job o2) {
                // TODO Auto-generated method stub
                return o1.jobTime - o2.jobTime;
            }
        });

        for(int[] j : jobs){
            waitingJob.add(new job(j[0], j[1]));
        }
        Collections.sort(waitingJob, new Comparator<job>(){
            @Override
            public int compare(job o1, job o2) {
                // TODO Auto-generated method stub
                return o1.inTime - o2.inTime;
            }
        });

        int idx = 0;
        int time = waitingJob.peek().inTime;

        while(idx < jobs.length){
            while(!waitingJob.isEmpty() && waitingJob.peek().inTime <= time){
                pq.offer(waitingJob.pollFirst());
            }

            if(!pq.isEmpty()){
                job j = pq.poll();
                time += j.jobTime;
                answer += time - j.inTime;
                idx++;
            }else{
                time++;
            }
        }

        return answer/idx;
        
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[][] jobs = {{0,3} , {1,9}, {2,6}};
        System.out.println(solution(jobs));
    }
}