💻 혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제 6주차

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✍️6주차 가상 메모리 & 파일 시스템

목차
1. 가상 메모리
1-1. 연속 메모리 할당
1-2. 페이징을 통한 가상 메모리 관리
1-3. 페이지 교체와 프레임 할당
2. 파일 시스템
2-1. 파일과 디렉터리
2-2. 파일 시스템

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1. 가상메모리

1-1. 연속메모리할당

스와핑의 개념

구분	설명
스와핑	메모리에서 사용되지 않는 일부 프로세스를 보조기억장치로 내보내고 실행할 프로세스를 메모리로 들여보내는 메모리 관리 기법

메모리 할당

구분	설명
최초 적합	최초로 발견한 적재 가능한 빈 공간에 프로세스를 배치하는 방식
최적 적합	프로세스가 적재될 수 있는 가장 작은 공간에 프로세스를 배치하는 방식
최악 적합	프로세스가 적재될 수 있는 가장 큰 공간에 프로세스를 배치하는 방식
외부 단편화	프로세스를 할당하기 어려울 만큼 작은 메모리 공간들로 인해 메모리가 낭비되는 현상

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1-2. 페이징을통한가상메모리관리

페이징의 개념

개념	설명
페이징	물리 주소 공간을 프레임 단위로 자르고 프로세스의 논리 주소 공간을 페이지 단위로 자른 뒤 각 페이지를 프레임에 할당하는 가상 메모리 관리 기법

페이지 테이블

개념	설명
페이지 테이블	페이지가 적재된 프레임을 찾을 수 있음. 페이지 테이블에는 페이지 번호와 프레임 번호뿐 아니라 유효 비트, 보호 비트, 접근 비트, 수정 비트 등이 있음

PTBR(Page Table Base Register)

개념	설명
PTBR	각 프로세스의 페이지 테이블이 적재된 주소를 가리킴
TLB	페이지 테이블의 캐시 메모리 역할을 수행하기 위해 페이지 테이블의 일부를 저장

TLB(Translation Lookaside Buffer)

개념	설명
TLB	페이지 테이블의 캐시 메모리 역할을 수행하기 위해 페이지 테이블의 일부를 저장

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1-3. 페이지교체와프레임할당

요구 페이징

개념	설명
요구 페이징	페이지가 필요할 때에만 메모리에 적재하는 기법

페이지 교체 알고리즘

개념
FIFO(First In First Out)
최적
LRU(Least Recently Used)

스레싱

개념	설명
스래싱	지나치게 빈번한 페이지 교체로 인해 CPU 이용률이 낮아지는 문제

프레임 할당 방법

방법
균등 할당
비례 할당
작업 집합 모델 기반
페이지 폴트율 기반

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2. 파일시스템

2-1. 파일과디렉터리

파일

개념	설명
파일	의미 있고 관련 있는 정보를 모은 논리적 단위

디렉터리

개념	설명
디렉터리	여러 개의 파일 또는 디렉터리를 묶어 관리
경로	디렉터리를 이용해 위치를 특정 짓는 정보
절대 경로	루트 디렉터리부터 시작하는 경로
상대 경로	현재 디렉터리부터 시작하는 경로

파일의 메타 데이터

속성	설명
확장자	파일의 유형
속성	파일과 관련된 부가 정보

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2-2. 파일시스템

파티셔닝

개념	설명
파티셔닝	하드 디스크나 SSD처럼 용량이 큰 저장 장치를 하나 이상의 논리적인 여러 단위로 구획하는 작업

포매팅

개념	설명
포메팅	파일 시스템을 설정하여 어떤 방식으로 파일을 저장하고 관리할 것인지를 결정

할당의 종류

개념	설명
연속 할당	보조기억장치 내 연속적인 블록에 파일을 할당하는 방식
연결 할당	각 블록 일부에 다음 블록의 주소를 저장하여 블록들을 연결 리스트 형태로 관리하는 방식
색인 할당	각 블록 일부에 다음 블록의 주소를 저장하여 블록들을 연결 리스트 형태로 관리하는 방식

FAT 파일 시스템

개념	설명
FAT 파일 시스템	FAT를 이용하는 연결 할당 기반의 파일 시스템
유닉스 파일 시스템	i-node를 이용하는 색인 할당 기반의 파일 시스템

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1. p. 400의 확인 문제 1번 풀고 인증하기

최초 적합 : 최초로 발견한 적재 가능한 빈 공간에 프로세스를 배치하는 방식

최악 적합 : 프로세스가 적재될 수 있는 가장 큰 공간에 프로세스를 배치하는 방식

최적 적합 : 프로세스가 적재될 수 있는 가장 작은 공간에 프로세스를 배치하는 방식

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2. Ch.14(14-3) 프로세스가 사용할 수 있는 프레임이 3개 있고, 페이지 참조열이 '2313523423' 일 때 LRU 페이지 교체 알고리즘으로 이 페이지를 참조한다면 몇 번의 페이지 폴트가 발생하는지 풀어보기

시기	대기열	페이지 폴트 횟수
첫 231 실행 이후	2 3 1	0
3	2 1 3	0
5	1 3 5	1
2	3 5 2	2
3	5 2 3	2
4	2 3 4	3
2	3 4 2	3
3	4 2 3	3

3번의 페이지 폴트 발생