메모리

메모리(기억장치)의 종류

 

 

HW가 관리 : 레지스터, 캐시

 

캐시 : SW가 관리

 

메모리(기억장치) 계층구조

 

Block

- 보조기억장치와 주기억장치 사이의 데이터 전송 단위

 

Word

- 주기억장치와 레지스터 사이의 데이터 전송 단위

 

 

Address Binding

 

- 프로그램의 논리 주소를 실제 메모리의 물리 주소로 매핑(mapping)하는 작업

 

Binding 시점에 따른 구분

- Compile time binding : 컴파일 할때

- Load time binding : 프로그램을 메모리에 올릴 때

- Run time binding :  실행중에 address를 할당할 때

 

 

 

컴파일이란 소스코드를 오브젝트 모듈로 변환 하는것을 말한다.

 

린커는 오브젝트 모듈과 라이브러리같은것을 묶어서 링커로 만들어준다.

 

loadMoudule을 메모리에 올려주는 것을 로더라고 한다.

 

Compile time binding

- 프로세스가 메모리에 적재될 위치를 컴파일러가 알 수 있는 경우

- 프로그램 전체가 메모리에 올라가야 함

 

Load time binding

- 메모리 적재 위치를 컴파일 시점에서 모르면, 대체 가능한 주소를 생성

- 적재 시점(load time)에 시작 주소를 반영하여 사용자 코드 상의 주소를 재설정

- 프로그램 전체가 메모리에 올라가야함

 

 

Run-time binding

- Address binding 을 수행시간까지 연기

 - 프로세스가 수행 도중 다른 메모리 위치로 이동할 수 있음

- HW의 도움이 필요

- 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 완료 된 프로세스는 swap-device로 보내고 (swap-out)

- 새롭게 시작하는 프로세스는 메모리에 적재 swap-in

 

 

Memory Allocation

 

Continuous Memory Allocation

- 프로세스 (context)를 하나의 연속된 메모리 공간에 할당하는 정책

 

- 메모리 구성 정책

 - 메모리에 동시에 올라갈 수 있는 프로세스 수

 - 각  프로세스에게 할당되는 메모리 공간 크기

 - 메모리 분할 방법

 

 

Uni-programming (하나)

- 하나의 플세스만 메모리 상에 존재

- 가장 간단한 메모리 관리 기법

 

문제점

프로그램의 크기 > 메모리 크기

 

해결법

- Overay structure

 - 메모리에 현재 필요한 영역만 적재

 - 사용자가 프로그램의 흐름 및 자료구조를 모두 알고 있어야 함

 

문제점

- 커널(Kernel) 보호

 

해결방법

 - 경계 레지스터 (boundary register) 사용 ( 경계부분 레지스터 주소를 기록한다)

 

문제점 

- Low system resource utilization

- Low system performance

 

멀티프로그래밍 필요!

 

 

Fixed Partition Multiprogramming

 

메모리 공간을 고정된 크기로 분할

- 미리 분할되어 있음

각 프로세스는 하나의 partition(분할)에 적재

 - Process : Partition = 1 : 1

Partition의 수 = k

- Mutiprogramming degree = K

 

 

 

Fragmentation (단편화)

 

Internal fragmentation

- 내부 단편화

- Partition 크기 > Process 크기

메모리가 낭비 됨

 

External fragmentation

- 외부 단편화

- 남은 메모리 크기 > Process 크기

 

연속된 공간이 아니라서 할당 못함 메모리낭비

 

요약

- 고정된 크기로 메모리 미리 분할

- 메모리 관리가 간편함

- 시스템 자원이 낭비 될 수 있음

- Internal/ external fragmentation

 

 

Variable Partition Multiprogramming VPM

 

- 초기에는 전체가 하나의 영역

- 프로세스가 처리하는 과정에서 메모리 공간이 동적으로 분할

- No internal fragmentation

 

 

 

 

배치 전략( Placement strategies)

 

First-fit(최초 적합)

- 충분한 크기를 가진 첫 번째 partition을 선택

- Simple and low overhead

- 공간 활용률이 떨어질 수 있음

 

Best-fit(최적 적합)

- Process가 들어갈 수 있는 partition 중 가장 작은 곳 선택

- 탐색시간이 오래 걸림

 - 모든 partition을 살펴봐야 함

- 크기가 큰 partition을 유지 할 수 있음

- 작은 크기의 partition 이 많이 발생

 

Worst-fit (최악 적합)

- Process가 들어갈 수 있는 partitoin 중 가장 큰 곳 선택

- 탐색시간이 오래 걸림

 - 모든 partition을 살펴봐야 함

- 작은 크기의 partition 발생을 줄일 수 있음

- 큰 크기의 partition 확보가 어려움

 - 큰 프로세스에게 필요한

 

 

Next-fit(순차 최초 적합)

- 최초 적합 전략과 유사

- State table에서 마지막으로 탐색한 이ㅜ치부터 탐색

- 메모리 영역의 사용 빈도 균등화

- Low Overhead

 

어디에 넣을래?

 

인접한 빈 영역을 하나의 partition으로  통합

- Process가 memor를 release하고 나가면 수행

- Low overhead

 

Storage Compaction (메모리 압축)

 

High overhead

- 모든 Process 재배치

- 많은 시스템 자원을 소비