[250403] FIFO(First In First Out)란?

FIFO(First In First Out)이란?

1. 정의 (Definition)

FIFO (First In First Out) 는 말 그대로 "선입선출(先入先出)" 을 뜻하는 용어로, 가장 먼저 입력된 데이터가 가장 먼저 출력되는

자료구조 또는 알고리즘을 의미한다.

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2. 특징 (Characteristics)

• 먼저 들어온 데이터가 먼저 처리되는 방식.
• 구현이 단순하고 이해하기 쉽다.
• 데이터 처리 과정에서 순서가 중요할 때 자주 사용된다.

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3. 적용 분야 및 사례 (Applications & Examples)

1. 자료구조 (Queue)
   • 대표적인 FIFO 자료구조는 큐(Queue)이다.
   • 줄을 서는 행위처럼 데이터를 한 쪽 끝에서 삽입(Enqueue)하고 다른 쪽 끝에서 삭제(Dequeue)한다.
2. 운영체제 (OS)의 프로세스 스케줄링
   • 운영체제에서 프로세스가 실행 대기 중일 때 FIFO 방식으로 순서대로 실행된다.
   • 가장 간단한 프로세스 스케줄링 방법 중 하나다.
3. 캐시 교체 알고리즘 (Cache Replacement)
   • 캐시가 꽉 찼을 때, 가장 오래된 데이터를 먼저 삭제하는 방식이다.
   • 구현이 쉽지만, 효율성이 낮을 수도 있다. (자주 사용되지 않는 데이터가 오래 머물 수 있음)

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4. FIFO의 장점과 단점 (Pros & Cons)

장점 ✅

• 구현이 매우 간단하고 직관적이다.
• 순서를 유지하는 데이터 관리에 적합하다.

단점 ⚠️

• 데이터 접근 빈도나 중요도를 고려하지 않으므로, 성능이 비효율적일 수 있다.
• 캐시 교체 등에서는 자주 사용되는 데이터를 삭제하는 경우가 발생할 수 있다.

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5. 간단한 예시 (Simple Example)

초기 상태: [빈 큐]

데이터 삽입 순서: A → B → C → D
큐 상태: [A, B, C, D]

데이터 처리 순서: A → B → C → D

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6. 비슷한 알고리즘과 비교 (Comparisons)

알고리즘	설명	주요 차이점
FIFO	선입선출 (First In, First Out)	가장 오래된 데이터부터 처리
LIFO	후입선출 (Last In, First Out)	가장 최근 데이터부터 처리 (스택 구조)
LFU	최저 사용 빈도 (Least Frequently Used)	가장 사용 빈도가 낮은 데이터부터 처리
LRU	최근 사용 안함 (Least Recently Used)	가장 오랫동안 사용하지 않은 데이터부터 처리

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7. 마무리 (Summary)

FIFO 알고리즘은 직관적이고 단순한 특성 덕분에 다양한 상황에서 자주 활용된다. 반면, 데이터 접근의 빈도나 중요성을 고려해야 하는 환경에서는 효율성이 떨어질 수 있으므로 사용 목적에 따라 적절히 선택해야 한다.