공부하면서 적는 글입니다. 정확하지 않을 수 있습니다.
관리 전략
각각의 프로세스는 독립된 메모리 공간을 갖고, 운영체제 혹은 다른 프로세스의 메모리 공간에 접근할 수 없는 제한이 걸려있다. 단지, 운영체제 만이 운영체제 메모리 영역과 사용자 메모리 영역의 접근에 제약을 받지 않는다.
Swapping
메모리의 관리를 위해 사용되는 기법.
표준 스와핑 방식으로는 Round-Robin과 같은 스케줄링의 다중 프로그래밍 환경에서 CPU 할당 시간이 끝난 프로세스의 메모리를 보조 기억장치로 내보내고 다른 프로세스의 메모리를 불러들일 수 있다.
이 과정을 swap 이라고 한다. 주 기억장치로 불러오는 과정을 swap-in, 보조 기억장치로 내보내는 과정을 swap-out 이라고 한다. swap에는 큰 디스크 전송시간이 필요하기 때문에 현재는 메모리 공간이 부족할 때 스와핑이 시작된다.
Fragmentation (단편화)
프로세스들이 메모리에 적재되고 제거되는 일이 반복되다 보면,프로세스들이 차지하는 메모리 틈 사이에 사용하지 못할 만큼의 작은 자유공간들이 늘어나게 되는데, 이것을 단편화라고 부른다. 단편화는 크게 2가지로 나눈다.
외부 단편화
메모리 공간 중 사용하지 못하게 되는 일부분
물리 메모리에서 사이사이 남는 공간들을 모두 합치면 충분한 공간이 되는 부분들이 분산되어 있을 때 발생한다고 볼 수 있다.
내부 단편화
프로세스가 사용하는 메모리 공간에 포함된 남는 부분
예를 들어 메모리 분할 자유 공간이 10,000B 가 있고, P1 이 9,998B를 사용하면 되면 2B라는 차이가 존재하고, 이 현상을 내부 단편화라 칭한다.
압축
외부 단편화를 해소하기 위해 프로세스가 사용하는 공간들을 한쪽으로 몰아서 자유공간을 확보하는 방법
작업효율이 좋지는 않다.
Paging (페이징)
하나의 프로세스가 사용하는 메모리 공간이 연속적이어야 한다는 제약을 없애는 메모리 관리 방법
외부 단편화와 압축 작업을 해소하기 위해 생긴 방법론으로, 물리 메모리는 Frame 이라는 고정 크기로 분리되어 있고, 논리 메모리는 페이지라 불리는 고정 크기의 블록으로 분리된다.
페이징 기법을 사용함으로써 논리 메모리는 물리 메모리에 저장될 때, 연속되어 저장될 필요가 없고 물리 메모리의 남는 프레임에 적절히 배치됨으로 외부 단편화를 해결할 수 있는 큰 장점이 있다.
하나의 프로세스가 사용하는 공간은 여러개의 페이지로 나눠서 관리되고, 개별 페이지는 순서에 상관없이 물리 메모리에 있는 프레임에 mapping 되어 저장된다고 볼 수 있다.
- 단점
내부 단편화 문제의 비중이 늘어난다.
예를 들어 크기가 1,024B 이고 프로세스 A가 3,172B의 메모리를 요구한다면 3개의 페이지 프레임 하고도 100B가 남기 때문에 총 4개의 프레임이 필요한 것이다. 결론적으로 4번째 페이지 프레임에는 924B의 여유공간이 남게 되는 내부 단편화 문제가 발생한다.
Segmentation (세그멘테이션)
페이징에서처럼 논리 메모리와 물리 메모리를 같은 크기의 블록이 아닌, 서로 다른 크기의 논리적 단위인 세그먼트로 분할 사용자가 두 개의 주소로 지정(세그먼트 번호 + 변위) 세그먼트 테이블에는 각 세그먼트의 기준(세그먼트의 시작 물리 주소)과 한계(길이)를 저장한다.
- 단점
서로 다른 크기의 세그먼트들이 메모리에 적재되고 제거되는 일이 반복되다 보면, 자유 공간들이 많은 수의 작은 조각들로 나누어져 못 쓰게 될 수도 있다.
