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디스크 컨트롤러

문제 링크

https://school.programmers.co.kr/learn/courses/30/lessons/42627

문제 설명

하드디스크는 한 번에 하나의 작업만 수행할 수 있습니다. 디스크 컨트롤러를 구현하는 방법은 여러 가지가 있습니다. 이 문제에서는 우선순위 디스크 컨트롤러라는 가상의 장치를 이용한다고 가정합니다. 우선순위 디스크 컨트롤러는 다음과 같이 동작합니다.

  1. 어떤 작업 요청이 들어왔을 때 작업의 번호, 작업의 요청 시각, 작업의 소요 시간을 저장해 두는 대기 큐가 있습니다. 처음에 이 큐는 비어있습니다.
  2. 디스크 컨트롤러는 하드디스크가 작업을 하고 있지 않고 대기 큐가 비어있지 않다면 가장 우선순위가 높은 작업을 대기 큐에서 꺼내서 하드디스크에 그 작업을 시킵니다. 이때, 작업의 소요시간이 짧은 것, 작업의 요청 시각이 빠른 것, 작업의 번호가 작은 것 순으로 우선순위가 높습니다.
  3. 하드디스크는 작업을 한 번 시작하면 작업을 마칠 때까지 그 작업만 수행합니다.
  4. 하드디스크가 어떤 작업을 마치는 시점과 다른 작업 요청이 들어오는 시점이 겹친다면 하드디스크가 작업을 마치자마자 디스크 컨트롤러는 요청이 들어온 작업을 대기 큐에 저장한 뒤 우선순위가 높은 작업을 대기 큐에서 꺼내서 하드디스크에 그 작업을 시킵니다. 또, 하드디스크가 어떤 작업을 마치는 시점에 다른 작업이 들어오지 않더라도 그 작업을 마치자마자 또 다른 작업을 시작할 수 있습니다. 이 과정에서 걸리는 시간은 없다고 가정합니다.

예를 들어

  • 0ms 시점에 3ms가 소요되는 0번 작업 요청
  • 1ms 시점에 9ms가 소요되는 1번 작업 요청
  • 3ms 시점에 5ms가 소요되는 2번 작업 요청

와 같은 요청이 들어왔습니다. 이를 그림으로 표현하면 다음과 같습니다.

그림1

이 요청을 우선순위 디스크 컨트롤러가 처리하는 과정은 다음 표와 같습니다.

그림2

모든 요청 작업을 마쳤을 때 각 작업에 대한 반환 시간(turnaround time)은 작업 요청부터 종료까지 걸린 시간으로 정의합니다. 위의 우선순위 디스크 컨트롤러가 처리한 각 작업의 반환 시간은 다음 그림, 표와 같습니다.

그림3

우선순위 디스크 컨트롤러에서 모든 요청 작업의 반환 시간의 평균은 8ms(= (3ms + 16ms + 5ms) / 3)가 됩니다.

각 작업에 대해 [작업이 요청되는 시점, 작업의 소요시간]을 담은 2차원 정수 배열 jobs가 매개변수로 주어질 때, 우선순위 디스크 컨트롤러가 이 작업을 처리했을 때 모든 요청 작업의 반환 시간의 평균의 정수부분을 return 하는 solution 함수를 작성해 주세요.

제한 사항

  • 1 ≤ jobs의 길이 ≤ 500
  • jobs[i]는 i번 작업에 대한 정보이고 [s, l] 형태입니다.
  • s는 작업이 요청되는 시점이며 0 ≤ s ≤ 1,000입니다.
  • l은 작업의 소요시간이며 1 ≤ l ≤ 1,000입니다.

입출력 예

그림4

문제풀이

문제에서 제시한 디스크 컨트롤러 작업 순서에 맞춰 구성하면 된다. 주의할 점은 대기큐에 저장할때는 1개가 아닌 여러개가 저장될 수 있다는 점이다.

from heapq import heappush, heappop, heapify

def solution(jobs):
    answer, length = 0, len(jobs)
    waiting = []
    disk = []
    heapify(jobs)
    heapify(waiting)
    
    time = 0
    while disk or waiting or jobs : 
        # 하드디스크 작업 마무리
        if disk and disk[0] <= time:
            disk.pop()
            
        # 하드디스크 작업 끝나면 들어온 작업 대기큐에 저장 (해당하는 작업 한개가 아닌 여러개를 대기큐에 넣어야함)
        while jobs and time >= jobs[0][0] :
            jnum, stime = heappop(jobs)
            heappush(waiting, (stime, time, jnum))
            
        # 대기큐에 있는 우선순위가 높은 작업을 꺼내 하드디스크 작업 진행 (작업의 소요시간이 짧은 것, 작업의 요청 시각이 빠른 것, 작업의 번호가 작은 것)
        if not disk and waiting : 
            stime, rtime, jnum = heappop(waiting)
            disk.append(stime+time)
            answer += stime + time - rtime
            
        # 시간 증가
        time += 1 
        
    return answer // length

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