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)

 

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

 

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문제 해설

하드 디스크의 한번에 한번의 작업만 수행 가능하고, 데이터 작업 요청시점과 작업 소요시간의 2차원 배열 job에 대해 최소한의 실행시간을 가지는 경우의 평균값을 return하라는 것 이다.

 

time을 기준으로, 현재값의 데이터 작업의 진행도를 정렬하여 사용하면 된다. 단, 여기서는 힙을 사용하라고 했는데, 힙은 데이터의 진입 시 sort를 하면서 데이터가 진입됨으로 매우 비효율적일 수 있다. 그렇기 때문에, 모든 데이터가 삽입되고 나서 한번에 정렬하는것 이좋다.

 

vector 또는 list를 사용해도 무방.

 

그리고 유의해야 한 점은, 제한사항에는 없지만, 한번 시작한 데이터 처리작업은 멈출 수 없다는 걸 기억해야 한다.

 

코드는 time을 기준으로 계속 순환하면서 job을 vector로 정렬하던 list로 정렬하던, 현재 들어온 작업중에서 가장 작은 작업시간을 가진 작업을 진행하면 된다.

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첫 시도

#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <list>
#include <map>

using namespace std;

struct CompareJobs {
    bool operator()(const vector<int>& job1, const vector<int>& job2) {
        return job1[1] > job2[1];
    }
};

int solution(vector<vector<int>> jobs) {
    priority_queue<vector<int>, vector<vector<int>>, CompareJobs> jobQueue;
    map<int, vector<int>> jobsMap;
    
    for(auto& def : jobs)
        jobsMap[def[0]].push_back(def[1]);
    
    int answer = 0;
    int time = 0;
    
    int suc = 0;
    int maxjobs = jobs.size();
    int jobtime = 0;
    
    while (suc < maxjobs) 
    {
        if (jobsMap[time].size() > 0)
            for (auto& def : jobsMap[time]) 
                jobQueue.push({time, def});

        if(jobQueue.top()[1] - jobtime <= 0) {
            answer += time - jobQueue.top()[0];
            jobQueue.pop();
            suc++;
            jobtime = 0;
        }
        jobtime++;
        time++;
    }

    return answer / jobs.size();
}

실패

그냥 써져있는 그대로 데이터를 읽는다고 생각하고 순서대로 작동시켰다. 뭔가 놓친부분이 있어서 실패한듯

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두 번째 시도

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <map>

using namespace std;

bool CompareJobs(const vector<int>& job1, const vector<int>& job2) {
    return job1[1] < job2[1];
}

int solution(vector<vector<int>> jobs) {
    list<vector<int>> nowjobs;
    map<int, vector<int>> jobsMap;
    
    for(auto& def : jobs)
        jobsMap[def[0]].push_back(def[1]);
    
    int answer = 0;
    int time = 1;
    
    int suc = 0;
    int maxjobs = jobs.size();
    while (suc < maxjobs) 
    {
        // 지정된 진입점에 있는 모든 작업을 벡터에 삽입
        if (jobsMap[time-1].size() > 0) {
            for (auto& def : jobsMap[time-1]) 
                nowjobs.push_back({time-1, def});
            // 삽입후에 전부 정렬작업 해줌.
            nowjobs.sort(CompareJobs);
        }
        
        vector<int>& checkJob = nowjobs.front();
        checkJob[1]--;
        if(checkJob[1] <= 0) {
            answer += time - checkJob[0];
            nowjobs.pop_front();
            suc++;
        }
        time++;
    }

    return answer / jobs.size();
}

실패

진입마다 데이터를 갱신해서 처리하는 걸로 했는데, 범위값 탐색오류가 떴음.

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세 번째 시도

#include <vector>
#include <algorithm>
#include <list>
#include <map>

using namespace std;

bool CompareJobs(const vector<int>& job1, const vector<int>& job2) {
    return job1[1] < job2[1];
}

int solution(vector<vector<int>> jobs) {
    list<vector<int>> nowjobs;
    map<int, vector<int>> jobsMap;
    
    for(auto& def : jobs)
        jobsMap[def[0]].push_back(def[1]);
    
    int answer = 0;
    int time = 0;
    
    int suc = 0;
    int maxjobs = jobs.size();
    while (suc < maxjobs) 
    {
        // 지정된 진입점에 있는 모든 작업을 벡터에 삽입
        for(int i = 0; i <= time; i++) {
            if(jobsMap.count(i) > 0 ) {
                for (auto& def : jobsMap[i])
                    nowjobs.push_back({i, def});
                jobsMap.erase(i);
                // 삽입후에 전부 정렬작업 해줌
                nowjobs.sort(CompareJobs);
            }
        }
        
        if(!nowjobs.empty())
        {
            time += nowjobs.front()[1];
            answer += time - nowjobs.front()[0];
            nowjobs.pop_front();
            suc++;
        }
        else
            time++;
    }

    return answer / jobs.size();
}

성공

아주 간단한 이유였는데, 한번 실행한 데이터처리 작업은 끝날 때 까지 계속 진행해야 하는 것 이었음

이러한 경우를 추가했더니 바로 성공함.

 

원래 기본 디스크 관리 프로그램은, 인터럽트를 합하여, 새로들어온 작업시간이 소모되는 시간보다 더 많을경우 하던작업을 중지하고, 새로운 작업을 시도함.

 

인터럽트 횟수에 따라서 다른 작업 시도 여부가 갈라짐.

 

map으로 데이터를 먼저 정렬해준 이유가 동일한 시간에 여러개의 작업이 동시에 진입될 수 있기 때문.

그래서 map으로 작업들을 먼저 정렬 해주었다