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1. 가상 메모리의 개념
1.1. 연속 메모리 할당
•
메모리 크기보다 더 큰 기억 공간이 필요한 프로세스는 실행 불가
•
가상 메모리 → 메모리 크기보다 더큰 기억공간이 필요한 프로세스도 실행할 수 있게 해줌
•
실행중인 프로세스에 의해 참조되는 주소(가상주소)를 메모리에서 사용하는 주소(실주소)와 분리
•
현재 필요한 일부만 메모리에 적재
1.2. 사상(mapping)
•
프로세스 실행을 위해 가상주소를 실주소로 변환하는 과정
•
동적 주소변환(DAT): 프로세스가 실행되는 동안 사상
◦
인위적 연속성
◦
가상주소 공간에서 연속적인 주소가 실주소 공간에도 연속적일 필요는 없음
2. 블록 단위 주소변환
2.1. 주소 변환
•
주소변환 사상표
◦
동적 주소 변환을 위한 정보를 가진표
•
주소 변환이 바이트나 워드 단위로 이뤄지면 변환에 필요한 정보량이 너무 많아 비효율적
2.2. 블록 사상 시스템
•
블록 단위로 주소 변환
•
가상 메모리의 각 블록이 메모리의 어디에 위치 하는지 관리
•
가상주소 v = (b,d)
◦
b: 블록 번호
◦
d: 블록의 시작지점으로부터 변위
•
블록의 크기는 적절히 정해야 함
◦
크기가 커질수록
▪
사상표 크기 감소
▪
블록 전송시간 증가, 동시에 적재할 프로세스 수 감소
◦
크기가 작을수록
▪
사상표 크기 증가
▪
블록 전송시간 감소, 동시에 적재할 프로세스 수 증가
2.3. 블록의 구성방식
•
페이지(page)
◦
블록의 크기가 동일
•
세그먼트(segment)
◦
블록의 크기가 다를 수 있음
2.4. 페이징 기법
•
가상메모리를 페이지 단위로 나누어 관리하는 기법
•
메모리 영역도 페이지와 동일한 크기의 페이지 프레임으로 나눔
◦
페이지 프레임: 페이지를 담을 수 있는 틀
•
페이징 사상표
◦
가상주소를 실주소로 동적 변환할 수 있게 함
◦
페이지 번호에 대한 페이지 프레임 번호를 저장
◦
예시)
▪
페이지 번호를 인덱스로 사용
▪
페이지 존재 비트: 0 (존재하지않음) / 1(존재함)
•
직접 사상에 의한 동적 주소 변환
◦
페이지 사상표를 직접 이용
◦
예시)
•
연관사상에 의한 동적 주소 변환
◦
페이지 변환 정보를 연관 메모리에 저장한 연관 사상표를 이용
◦
예시) 페이지 크기 M = 1024
•
연관/직접 사상에 의한 동적 주소 변환
◦
연관사상표에는 가장 최근에 참조된 페이지만 보관
◦
연관사상표에 없을때만 직접 사상 이용
•
페이징 기법의 특징
◦
논리적 의미와 무관한 동일 크기의 페이지로 나눔
◦
메모리 보호는 페이지 단위로 이루어짐
◦
외부 단편화가 발생하지 않음
◦
내부 단편화는 발생 가능
2.5. 세그멘테이션 기법
•
가상메모리를 세그먼트단위로 나누어 관리하는 기법
•
세그먼트: 논리적 의미에 부합하는 다양한 크기의 블록
•
세그먼트 사상표를 이용하여 동적 주소 변환
•
세그먼트 사상표
◦
세그먼트 번호에 대한 실주소에서의 시작 위치 저장
◦
세그먼트 길이는 오버플로 확인용
•
동적 주소 변환
2.6. 페이징/세그멘테이션 혼용기법
•
세그멘테이션 기법의 논리적 장점 + 페이징 기법의 메모리 관리 측면의 장점
•
가상 메모리를 세그먼트 단위로 분할 후 각 세그먼트를 다시 페이지 단위로 분할
•
메모리는 페이지 프레임으로 분할
•
동적 주소 변환
◦
예시) 페이지 크기 M = 1024
3. 메모리 호출기법
3.1. 메모리 호출기법
•
어느 시점에 페이지 또는 세그먼트를 메모리에 적재할 것 인가를 결정하는 기법
•
페이징 기법에서의 호출기법 종류
◦
요구 페이지 호출기법
◦
예상 페이지 호출기법
3.2. 요구 페이지 호출기법
•
프로세스의 페이지 요구가 있을 때 요구된 페이지를 메모리에 적재하는 방법
◦
옮길 페이지 결정에 대한 오버헤드 최소화
◦
적재된 페이지는 실제로 참조됨
◦
프로세스 시작 시점에는 연속적으로 페이지 부재 발생
3.3. 예상 페이지 호출기법
•
곧 사용될 것으로 예상되는 페이지를 미리 메모리에 적재하는 방법
◦
예상이 잘못된 경우 시간과 메모리 공간 낭비
◦
프로세스 시작 시점에 적용하면 성능이 개선됨
