📃 메모리 관리 전략

메모리 관리 전략은 제한된 물리 메모리의 효율적인 사용과 메모리 참조방식을 제공하기 위한 전략이다.

스와핑(Swapping)

• 여러 이유로 실행되지 않는 프로세스를 임시로 보조기억장치 일부 영역으로 보내고 나온 빈 공간에 또 다른 프로세스를 적재하여 실행하는 방식을 뜻한다.

• 메모리 내에 있는 프로세스들 중에서 실행되지 않는 프로세스를 스왑 영역에 둔다. 이 과정을 스왑 아웃(out)이라고 부르고 반대로 메모리에 빈 공간이 생겨 스왑 영역에 있는 프로세스가 메모리로 옮기는 것을 스왑 인(in)이라고 한다.

• 스와핑을 통해서 가상 메모리를 확장하며 효율적인 메모리 관리를 할 수 있다. 하지만 주 메모리와 보조 기억 장치 간에 이동하는 작업에서 디스크 I/O가 발생하기 때문에 성능이 저하될 수 있다.

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단편화

단편화는 메모리 공간에 여유가 있음에도 프로세스가 메모리에 적재되지 못해 메모리가 낭비되는 현상을 말한다.

외부 단편화

• 외부 단편화는 프로세스들이 메모리에 연속적으로 할당되는 환경에서 사용할 수 없는 빈 공간을 전부 합친 공간보다 작은 프로세스를 할당할 수 없는 현상을 외부 단편화라고 한다.

내부 단편화

• 내부 단편화는 메모리를 할당할 때 필요한 양보다 더 큰 메모리가 할당되어 메모리 공간 낭비가 발생한 현상을 말한다.

단편화 해결

통합

• 외부 단편화 해결 방법으로 외부 단편화로 인해 분산된 메모리 공간들 중 인접해 있는 공간끼리 통합시켜 큰 메모리 공간으로 합치는 기법이다.

압축

• 외부 단편화 해결 방법으로 메모리 재배치를 통해 단편화되어 있는 공간을 하나로 합치는 방법이다.

페이징

• 외부 단편화 해결 방법으로 메모리의 물리 주소 공간을 프레임 단위로 자르고, 프로세스의 논리 주소 공간을 페이지 단위로 자른 뒤 각 페이지를 프레임에 할당하는 가상 메모리 관리 기법이다.
• 페이지들은 논리적을 연속적인 공간을 할당되지만, 물리적으로는 분산되어 할당된다.
• 페이징에서도 스와핑을 사용할 수 있다. 페이징을 사용해서 프로세스 전체가 옮겨지는 것이 아닌 페이지 단위로 스왑 아웃, 스왑 인이 된다.

세그멘테이션

• 세그멘테이션은 프로세스를 논리적인 내용을 기반으로 나누어 메모리에 배치하는 것이다.
• 프로세스를 code 영역, data 영역, statck 영역 등으로 나누는 것도 세그멘테이션이라고 할 수 있다.
• 프로세스를 세그먼트의 집합으로 표현한다. 논리 단위로는 main program, procedure, function, method, object, stack, local variable, global variable 등이 있다.

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페이지 교체

페이지 교체 알고리즘 FIFO(First-In_First-Out)

• FIFO 알고리즘은 가장 먼저 메모리에 올라온 페이지를 가장 먼저 내보내는 알고리즘이다. 구현이 간단하지만 성능이 좋지 않다.

페이지 교체 알고리즘 LRU(Least Recently Used)

• LRU 알고리즘은 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체하는 알고리즘이다. 성능이 좋고 많은 운영체제가 선택한 알고리즘이다.

페이지 교체 알고리즘 LFU(Least Frequently Used)

• LFU 알고리즘은 참조횟수가 가장 적은 페이지를 교체하는 알고리즘이다. 교체 대상이 여러 개면 가장 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 교체한다.

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쓰레싱

• 프로세스가 실제 실행되는 시간보다 페이징에 많은 시간을 소요해 성능이 느려지는 것을 쓰레싱이라고 한다.