LV3. 디스크 컨트롤러

문제 설명

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)

제한사항

• 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

👌풀이방법

개인적으로 역대급으로 어려웠다.

1. 우선, 운영체제 시간에 배운 스케줄링이 떠올랐다. CPU가 프로세스를 스케줄링 하는 방법 중에서 평균 대기시간을 최소화하는 SJN(Shortest Job Next)라고 하는 알고리즘이 있는데, 이는 소요시간이 작은 프로세스를 우선적으로 처리하는 것이다.

-> 하지만 예외 상황이 발생했다. 만약 입력이 A: [1,10], B : [40,20], C : [2,25]
와같이 주어질 때, 소요시간이 작은 프로세스로 정렬하면 A-B-C이지만, 사실 A와 B사이에는 C가 실행되고도 남는 시간이 존재하게 된다. 그래서 무작정 소요시간이 작은 프로세스 순으로 처리를 하게되면, 문제를 풀지 못한다.

해결방법
wait-Queue : 요청시간이 작은 프로세스부터 넣은 우선순위 큐.
pro-Queue : 소요시간이 작은 프로세스부터 넣는 우선순위 큐.

위의 큐 중에서 wait큐를 먼저 만들어놓고, 하나씩 pro큐에 넣는 방식으로 진행하였다.

• 현재 시간을 0부터 시작하여, 현재시간 내에 요청된 프로세스들을 pro큐에 넣어주며, 현재시간 내에 수행될 수 없는 wait큐의 요소를 만나면 pro큐에 들어있는 작업해야 할 프로세스들을 처리해준다. 이 때 현재 시간은 전체 수행시간의 합이 된다.
• 만약, wait큐에서 현재 peek()한 프로세스의 요청시간이 현재 시간 이후인데, pro큐에 처리를 해야할 프로세스가 없다면, 현재시간을 +1씩 해주며 다시 wait큐를 탐색하는 방법으로 진행하였다.

나의 코드

import java.util.*;
class Time {
    int start = 0;
    int consume = 0;
    Time(int s, int c){
        start = s;
        consume = c;
    }
}
class Solution {
    int total = 0;
    public int solution(int[][] jobs) {
        PriorityQueue <Time> wait = new PriorityQueue <>(new Comparator<Time>(){
           @Override
            public int compare(Time t1, Time t2){
                return t1.start - t2.start;//작업 요청시간이 빠른 순으로 정렬.
            }
        });
        
        for(int [] a : jobs){
            wait.add(new Time(a[0], a[1]));
        }
        
        PriorityQueue <Time> pro = new PriorityQueue<>(new Comparator<Time>(){
           @Override
            public int compare(Time t1, Time t2){
                return t1.consume - t2.consume;//소요시간이 작은 놈들부터 큐에 넣는 우선순위큐.
            }
        });
        
        int curr = 0;
        int time=0;
        int n=0;
        while(n<jobs.length){
            while(!wait.isEmpty() && wait.peek().start<=curr){
                pro.add(wait.remove());
            }
            
            if(pro.size()>0){
                Time v = pro.remove();
                total = total + curr + v.consume - v.start;
                curr = curr + v.consume;
                n++;
            }
            else{
                curr++;
            }
        }
        
        System.out.println(total);
        
        
        return total / jobs.length;
    }
}