메모리 관리는 운영체제의 핵심 기능 중 하나로, 컴퓨터의 기억장치를 효율적으로 관리하여 프로세스들이 메모리를 공유하고 충돌 없이 실행될 수 있도록 합니다. 이 글에서는 가상 메모리와 물리 메모리, 메모리 할당과 해제에 사용되는 페이징과 세그먼테이션 기법, 그리고 메모리 단편화와 해결 방법에 대해 알아보겠습니다.
가상 메모리와 물리 메모리
- 가상 메모리: 프로세스가 실제 물리 메모리보다 큰 메모리 공간을 사용할 수 있게 하는 기술로, 디스크와 같은 보조 기억장치를 활용합니다. 가상 메모리를 통해 물리적 메모리의 한계를 극복하고, 여러 프로세스 간의 메모리를 분리하여 보호할 수 있습니다.
- 물리 메모리: 실제로 컴퓨터에 장착된 메모리 모듈로, CPU가 직접 접근할 수 있는 주 기억장치입니다.
메모리 할당과 해제 (페이징, 세그먼테이션)
- 페이징: 메모리를 고정된 크기의 페이지로 분할하고, 프로세스에 필요한 페이지들을 할당하여 사용하는 방식입니다. 페이징을 통해 외부 단편화 문제를 해결할 수 있으며, 페이지 교체 알고리즘을 통해 가상 메모리를 관리합니다.
- 세그먼테이션: 프로세스를 논리적인 단위인 세그먼트로 나누고, 각 세그먼트에 대해 크기를 동적으로 지정하여 메모리를 할당하는 방식입니다. 세그먼테이션을 통해 프로세스의 논리적 구조를 유지하고 메모리를 효율적으로 활용할 수 있습니다.
메모리 단편화와 해결 방법
- 외부 단편화: 할당되지 못한 작은 조각의 메모리 공간이 발생하는 현상으로, 페이징 기법을 사용하여 해결할 수 있습니다.
- 내부 단편화: 프로세스가 필요한 메모리보다 더 큰 공간을 할당받아 일부 공간이 낭비되는 현상으로, 세그먼테이션 기법을 사용하여 해결할 수 있습니다.
메모리 관리는 컴퓨터 시스템의 성능과 안정성에 중대한 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 가상 메모리, 페이징, 세그먼테이션 등의 기법을 활용하여 메모리를 효율적으로 관리함으로써 프로세스들이 원활하게 실행되고 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다.
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