메모리(주 기억장치) 종류
메모리 계층 구조
Block
보조기억장치와 주기억장치 사이의 데이터 전송 단위
Size: 1~4KB
Word
주기억장치와 레지스터 사이의 데이터 전송 단위
Size: 16~64bits
Address Binding
프로그램의 논리 주소를 실제 메모리의 물리 주소로 매핑하는 작업
Binding 시점에 따른 구분
Compile time binding
프로세스가 메모리에 적재될 위치를 컴파일러가 알 수 있는 경우
위치가 변하지 않음
프로그램 전체가 메모리에 올라가야 함
Load time binding
메모리 적재 위치를 컴파일 시점에서 모르면 대체 가능한 상대 주소를 생성
적재 시점(load time)에 시작 주소를 반영하여 사용자 코드 상의 주소를 재설정
프로그램 전체가 메모리에 올라가야 함
Run time binding
Address binding을 수행시간까지 연기
프로세스가 수행 도중 다른 메모리 위치로 이동할 수 있음
HW 도움 필요
MMU: Memory Management Unit
대부분의 OS가 사용
Dynamic Loading
모든 루틴을 교체 가능한 형태로 디스크에 저장
실제 호출 전까지는 루틴을 적재하지 않음
메인 프로그램만 메모리에 적재하여 수행
루틴의 호출 시점에 address binding 수행
장점
메모리 공간의 효율적 사용
Swapping
프로세서 할당이 끝나고 수행 완료된 프로세스는 swap-device로 보내고 (Swap-out)
새롭게 시작하는 프로세스는 메모리에 적재 (Swap-in)
Memory Allocation(메모리 할당)
Continuous Memory Allocation (연속할당)
Uni-programming
Multi-programming degree = 1
Multi-programming
Fixed partition (FPM)
고정 분할
Variable partition (VPM)
가변 분할
Non-continuous Memory Allocation (비연속할당)
Continuous Memory Allocation (연속할당)
프로세스를 하나의 연속된 메모리 공간에 할당하는 정책
프로그램, 데이터, 스택 등
메모리 구성 정책
메모리에 동시에 올라갈 수 있는 프로세스 수
Multi-programming degree
각 프로세스에게 할당되는 메모리 공간 크기
메모리 분할 방법
Uni-Programming
하나의 프로세스만 메모리 상에 존재
가장 간단한 메모리 관리 기법
문제점1
프로그램의 크기 > 메모리 크기
해결법
Overlay structure
메모리에 현재 필요한 영역만 적재
사용자가 프로그램의 흐름 및 자료구조를 모두 알고 있어야 함
문제점2
커널 보호
해결법
경계 레지스터 (boundary register) 사용
Uni-Programming 문제점
Low system resource utilization
Low system performance
해결법
Multi-programming
Fixed Partition Multi-programming (고정 분할)
메모리 공간을 고정된 크기로 분할
미리 분할되어 있음
각 프로세스는 하나의 partition(분할)에 적재
Process : Partition = 1 : 1
Partition의 수 = K
Multi-programming degree = K
예)
경계 레지스터 사용 -> 커널 보호
내부 단편화, 외부 단편화 발생 가능
Variable Partition Multi-programming (가변 분할)
초기에는 전체가 하나의 영역
프로세스를 처리하는 과정에서 메모리 공간이 동적으로 분할
내부 단편화 발생 X
외부 단편화 발생 O
배치 전략 (Placement strategies)
가변 분할 방식의 메모리 관리
최초 적합 (First-fit)
충분한 크기를 가진 첫 번째 partition을 선택
Simple and low overhead
공간 활용률이 떨어질 수 있음
최적 적합 (Best-fit)
Process가 들어갈 수 있는 partition 중 가장 작은 곳 선택
탐색 시간이 오래 걸림
모든 partition을 살펴봐야 함 -> overhead가 큼
크기가 큰 partition을 유지할 수 있음
작은 크기의 partition이 많이 발생
최악 적합 (Worst-fit)
Process가 들어갈 수 있는 partition 중 가장 큰 곳 선택
탐색 시간이 오래 걸림
모든 partition을 살펴봐야 함 -> overhead가 큼
작은 크기의 partition 발생을 줄일 수 있음
큰 크기의 partition 확보가 어려움
순차 최초 적합 (Next-fit)
최초 적합과 유사
State table에서 마지막으로 탐색한 위치부터 탐색
메모리 영역의 사용 빈도 균등화
Low overhead
Coalescing holes (공간 통합)
인접한 빈 영역을 하나의 partition으로 통합
Process가 memory를 release하고 나가면 수행
- Low overhead
예)
Storage Compaction (메모리 압축)
모든 빈 공간을 하나로 통합
프로세스 처리에 필요한 적재 공간 확보가 필요할 때 수행
High overhead
모든 Process 재배치 (Process 중지)
많은 시스템 자원 소비
예)
[참고]
https://drive.google.com/file/d/1BBrzcAflvyToBu8GLRQCcVsPtf_pcL9X/view
Beginner_Developer