Page Replacement Policy

날짜 : 2023-12-16 19:07

주제 :

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개요

운영 체제(OS)에서의 페이지 교체 정책(Page Replacement Policy)은 시스템 메모리 관리의 중요한 부분으로, 메모리가 가득 찼을 때 어떤 페이지를 교체할지 결정하는 방법론입니다. 이 정책은 메모리의 효율적 사용과 시스템 성능 최적화에 중요한 역할을 합니다. 여기에는 여러 가지 다른 정책이 있으며, 각각의 장단점과 사용 상황이 다릅니다.

페이지 교체 정책의 기본 개념

1. 페이징과 페이지 폴트: 현대 운영 체제는 페이징 시스템을 사용하여 메모리를 관리합니다. 프로세스가 요구하는 메모리 페이지가 물리적 메모리에 없을 때, 페이지 폴트(page fault)가 발생합니다.

2. 페이지 교체의 필요성: 메모리에 자리가 없는 경우, 새로운 페이지를 로드하기 위해 기존의 페이지를 교체해야 합니다. 이때 어떤 페이지를 교체할지 결정하는 것이 페이지 교체 정책의 역할입니다.

주요 페이지 교체 알고리즘

1. FIFO (First-In, First-Out):

   • 가장 오래 전에 메모리에 로드된 페이지를 교체합니다.
   • 구현이 간단하지만, 오래된 페이지가 여전히 활발히 사용되고 있을 수 있는 단점이 있습니다.

2. LRU (Least Recently Used):

   • 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지를 교체합니다.
   • 자주 사용되는 페이지를 메모리에 유지하는데 효과적이지만, 구현이 복잡하고 비용이 더 듭니다.

3. Optimal Page Replacement:

   • 미래에 가장 오랫동안 사용되지 않을 페이지를 교체합니다.
   • 이상적인 성능을 제공하지만, 실제 구현은 불가능하므로 주로 이론적인 비교 분석에 사용됩니다.

4. Clock (또는 Second Chance) 알고리즘:

   • FIFO와 유사하되, 사용된 페이지에 두 번째 기회를 주어 성능을 개선합니다.
   • 간단하면서도 효율적인 중간 해결책을 제공합니다.

장점과 단점

• FIFO:

  • 장점: 구현이 단순
  • 단점: 빈번히 사용되는 페이지를 교체할 수 있음

• LRU:

  • 장점: 실제 사용 패턴을 잘 반영
  • 단점: 구현 복잡성 및 높은 오버헤드

• Optimal:

  • 장점: 이론적으로 최적의 성능
  • 단점: 실제 시스템에서 구현 불가능

• Clock:

  • 장점: 간단하고 효율적
  • 단점: 최적이나 LRU만큼 효율적이지는 않음

출처(참고문헌)

연결문서