[프로그래머스/Python] 디스크 컨트롤러
힙 알고리즘 문제인 디스크 컨트롤러를 풀어보았습니다.
운영체제에 나온 내용이라 풀면서 반가웠다. 디스크 스케줄링 재밌는 것 같다. 약간 다른 점은 실제 디스크 스케줄링은 헤더의 현재 위치가 필요하다. 헤더의 현재 위치와 디스크에 대한 작업 요청 위치를 고려해서 작업 순서를 결정하기 때문이다. 예를 들어 헤더의 이동 거리를 최소화하여 응답 시간을 최적화할 수 있다.
이 문제는 디스크의 헤더 위치나 디스크 접근에 관한 내용은 없고, 각 작업마다 시작 지점, 소요 시간을 기준으로 작업을 처리한다. 여튼 문제를 풀면서 정렬을 다른 목적으로 2번 해야했다.
- 작업이 요청되는 시점으로 jobs를 정렬한다.
- heapq을 이용해서 대기 작업 리스트에 작업을 넣을 땐, 작업이 소요되는 시간을 기준으로 리스트에 추가한다.
문제설명
하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 요청이 들어온 순서대로 처리하는 것입니다.
예를들어 다음과 같은 요청이 들어왔습니다.
- 0ms 시점에 3ms가 소요되는 A작업 요청 - 1ms 시점에 9ms가 소요되는 B작업 요청 - 2ms 시점에 6ms가 소요되는 C작업 요청
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.
풀이과정
포인트
각 작업 순서를 정하기 위해 작업이 요청되는 시점을 기준으로 정렬을 해서 순회한다.
작업 중에 요청된 작업은 대기 리스트에 작업의 소요시간이 짧은 순으로 추가한다.
소요 시간과 요청 시간을 대기 리스트에서 pop하여 저장하고, 현재 시간에 소요 시간을 더한다.
총 걸린 시간은 현재 시간에서 요청된 시간을 빼서 더한다.
⇒ 소요 시간이 짧은 작업을 선택해서 처리한다. → 현재 시간은 작업의 소요 시간을 더한 시간이 될 것이고, 총 걸린 시간은 현재 시간에서 작업 요청 시간을 뺀 값을 더한 값이 된다.
대기 작업이 없을 땐, 현재 시간보다 이후에 요청된 작업이 있는 경우 그 시간을 현재 시간으로 설정 (현재 시간과, 첫 번째 작업의 요청 시간 중 더 큰 값을 선택한다.)
잘 이해가 안간다면, 한 줄씩 출력해보자.
[(3, 0)] # 첫번째 작업이 리스트에 추가되고 3 3 # 리스트가 비어있지 않으므로 소요t, 요청t가 계산됨 [(9, 1)] # 두번째 작업이 리스트에 추가됨 (현재 시간 이전에 요청된 작업이므로) [(6, 2), (9, 1)] # 세번째 작업도 리스트에 추가됨 (현재 시간 이전에 요청된 작업이므로) 9 10 # 리스트가 비어있지 않으므로 소요t, 요청t가 업데이트됨 18 27 # 리스트가 비어있지 않으므로 소요t, 요청t가 업데이트됨 9 # 총 소요t 27을 작업의 개수 3으로 나누면 9
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