[운영체제] 가상 메모리

가상 메모리의 개념

연속 메모리 할당 : 메모리 크기보다 더 큰 기억공간이 프로세스는 실행 불가
-> 가상 메모리 : 메모리 크기보다 더 큰 기억공간이 필요한 프로세스도 실행할 수 있게 하는 방법
실행 중인 프로세스에 의해 참조되는 주소를 메모리에서 사용하는 주소와 분리
현재 필요한 일부만 메모리에 적재

사상
- 프로세스 실행을 위해 가상주소를 실주소로 변환하는 과정
- 동적 주소변환(DAT) : 프로세스가 실행되는 동안 사상
- 인위적 연속성 : 가상주소 공간에서 연속적인 주소가 실주소 공간에서도 연속적일 필요는 없음

주소변환 사상표
- 동적 주소변환을 위한 정보를 가진 표
- 주소변환이 바이트나 워드 단위로 이뤄지면 변환에 필요한 정보량이 너무 많아 비효율적임
블록 사상 시스템
- 블록 단위로 주소변환
- 가상 메모리의 각 블록이 메모리의 어디에 위치하는지 관리
- 가상주소 v = ( b, d)
  - b : 블록 번호
  - d : 블록의 시작점으로부터의 변위
- 블록의 크기는 적절히 정해야 함
  - 크기가 커질수록 : 사상표 크기 감소 / 블록 전송시간 증가 / 동시에 적재할 프로세스 수 감소
  - 크기가 작아질수록 : 블록 전송시간 감소 / 동시에 적재할 프로세스 수 증가 / 사상표 크기 증가

직접사상에 의한 동적 주소변환
- 페이지 사상표를 직접 이용
- 페이지 사상표
  - 가상주소를 실주소로 동적 변환 할 수 있게 함
  - 페이지 번호에 대한 페이지 프레임 번호 저장
  - 페이지번호는 저장되지 않음. 인덱스로 사용
  - (페이지 번호) [ 페이지 존재 비트 / 보조기억장치 주소 / 페이지 프레임 번호 ] 로 구성
연관사상에 의한 동적 주소 변환
- 페이지 변환 정보를 연관 메모리에 저장한 연관사상표를 이용
- 연관 사상표
  - [ 페이지번호 / 페이지 프레임 번호] 로 구성
  - 인덱스를 통해 바로 찾을수 있기에 훨씬 빠름
  - 다만 비용이 비쌈
연관/직접 사상에 의한 동적 주소 변환
- 연관사상표에는 가장 최근에 참조된 페이지만 보관
- 연관사상표에 없을 때만 직접사상 이용
페이징 기법의 특징
- 논리적 의미와 무관한 동일 크기의 페이지로 나눔
- 메모리 보호는 페이지 단위로 이루어짐
- 외부 단편화가 발생하지 않음
- 내부 단편화는 발생 가능

세그먼트 사상표
- 세그먼트 번호에 대한 실주소에서의 시작 위치 저장
- 세그먼트 길이는 오버플로 확인용
- (세그먼트 번호) [ 세그먼트 존재 비트 / 보조기억장치 주소 / 세그먼트 길이 / 세그먼트 시작주소 ] 로 구성

어느 시점에 페이지 또는 세그먼트를 메모리에 적재할 것인가를 결정하는 기법