👩‍💻운영체제/컴퓨터구조 메모리의 주소 공간 (MMU/논리주소/물리주소)

메모리의 주소 공간

메모리 주소는 논리 주소와 물리 주소로 나누어 진다. 

논리 주소는 "CPU"가 생각하는 주소이고, 물리 주소는 하드웨어적인 주소이다. 

메모리주소	설명
논리주소	"CPU"가 생각하는 주소
물리주소	"하드웨어" 주소

---

위의 그림을 바탕으로 이야기를 해보겠다. 	

🔑 CPU는 논리적 주소 너머의 정보는 알 수 없다. 

CPU는 어떻게 명령하는가?

메모장에 논리적 주소 50을 삭제해줘.

만약 논리주소 와 물리주소 사이의 아무 처리 없이 전달된다면?

물리주소 50 삭제 (이슈 없음) -> 메모장의 물리주소와 논리주소가 같음으로..

😲 하지만 만약 cpu가 인텔리제의 논리적 주소 300을 멈춰달라고 한다면?
물리적 주소에서 논리주소 사이의 아무 처리가 없다면..
인텔리제이 주소 300은 (논리주소)  = >  메모장 영역 300 (물리주소)으로 인지해서 
엉뚱한 짓을 하게 되거나 아마 아무것도 못하는 카오스적인 상태에 놓이게 될 것이다. 

그럼 컴퓨터는 어떻게 논리주소 와 물리주소 사이를 처리할까? => MMU(메모리관리장치) 사용

어떻게? 컴퓨터는 메모리관리장치를 사용한다.

1. 베이스레지스터 사용
 - 베이스레지스터는 논리주소가 물리주소에서 어디서 시작하는지를 저장하고 있다.
 예를 들어 ) 
 	인텔리제이 같은 경우, MMU가 인텔리제이의 물리주소 시작점 501을 저장하고 있는 것이다. 
    
   -> CPU : 인텔리제이의 300주소를 삭제해줘
   	
      MMU : 베이스레지스터 사용해서 물리주소의 인텔리제이 300 주소를 삭제해줘야겠군..
      인텔리제이의 베이스 레지스터가 501이니깐.. 801번 주소를 삭제해주면 되겠다. 
      
      
      😲  근데 만약 CPU가 논리주소를 너무 크게 부르면 어떡해?
      예를 들어 인텔리제이의 800을 지워줘 이러면? 
      
  2. 한계 레지스터 사용
  - 한계 레지스터 해당 프로그램의 주소의 수용범위를 저장하고 있다. 
   예를 들어 )
   	- > CPU : 인텔리제이의 800주소를 삭제해줘 
   		MMU :인텔리제이 같은 경우, 701이 최대 크기군 
        근데 800?? CPU가 잘못된 명령어를 넘겼네? SKIP
        
        
        

궁금한 점은 CPU는 논리주소의 CAPA를 모르는 걸까?

논리 주소 자체에는 물리 주소의 CAPA가 직접 저장되어 있지 않습니다. 
논리 주소는 프로세스가 메모리에 접근할 때 사용하는 가상 주소이며, 
이 주소는 프로세스가 할당받은 가상 메모리 공간 내에서만 유효합니다.

가상 메모리는 프로세스에게 할당된 공간으로, 프로세스는 이 공간을 사용하여 데이터를 저장하고 읽거나 코드를 실행합니다.

그러나 이러한 가상 메모리 주소는 실제 물리적인 메모리 주소와 일치하지 않습니다. 
즉, 프로세스가 사용하는 주소는 실제 물리 메모리 주소가 아니며, 운영 체제의 메모리 관리 기능에 의해 실제 메모리 주소로 변환됩니다
이러한 변환은 운영 체제의 메모리 관리 기능에 의해 수행되며, 프로세스는 이를 인지하지 않습니다.

물리 주소는 실제 메모리의 위치를 가리키는 주소이며, 
이는 CPU가 직접적으로 접근할 수 있는 주소입니다. 
따라서 CPU는 논리 주소를 사용하여 메모리에 접근하고, 
메모리 관리 유닛(MMU)을 통해 이 논리 주소를 실제 물리 주소로 변환합니다. 
이때 MMU는 논리 주소와 물리 주소 간의 매핑 정보를 관리하며, 이 매핑 정보는 CAPA에 저장됩니다.