TIL 정리_99(Memory Management)

http://www.kocw.net/home/m/search/kemView.do?kemId=1046323

운영체제 강의를 듣고 정리한 내용입니다

 

 

주소 바인딩 (Address Binding)

• Compile time binding
• Load time binding
• Execution time binding (= Runtime Binding)

 

Compile time binding에 의해 만들어진 코드를 절대코드라고 한다

Load time binding은 재배치 가능 코드이다

Runtime binding은 계속 주소가 바뀌기 때문에 요청이 올때마다 binding을 체크해야 한다

-> 하드웨어 적인 지원이 필요하다 (MMU)

**하드웨어인 CPU가 바라보는 주소는 lodical address이다

 

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주소변환을 위한 하드웨어 MMU

Memory-Management Unit

논리적 주소(logical address)를 물리적 주소(physical address)로 매핑해주는

하드웨어 장치이다

 

MMU scheme

사용자 프로세스가 CPU에서 수행되며 생성해내는 모든 주소 값에 대해

base register(= relocation register)의 값을 더한다

 

user program

논리적 주소만을 다룬다

실제 물리적 주소를 볼 수 없으며 알 필요가 없다.

 

 

hardware support for address translation

운영체제 및 사용자 프로세스 간의 메모리 보호를 위해 사용하는 레지스터이다

Relocation register : 접근할 수 있는 물리적 메모리 주소의 최소값

 

 

Dynamic Loading - 동적 로딩

• 프로세스 전체를 메모리에 미리 다 올리는 것이 아닌, 해당 루틴이 불려질 때 메모리에 load하는 것이다
• memory utilization의 향상
• 가끔씩 사용되는 많은 양의 코드의 경우 유용하다 //예: 오류 처리 루팅
• 운영 체제의 특별한 지원 없이 프로그램 자체에서 구현 가능하다

-> OS는 라이브러리를 통해 지원 가능하다

-> 프로그래머가 코딩할 필요 없다

->> 현재 사용되는 페이징 기법과 동적 로딩을 다른 것이다 //섞어 쓰기는 한다

**Loading : 메모리로 올리는 것

 

Overlays

• 메모리에 프로세스의 부분 중 실제 필요한 정보만을 올린다
• 프로세스의 크기가 메모리보다 클 때 유용하다
• 운영 체제의 지원없이 사용자에 의해 구현된다
• 작은 공간의 메모리를 사용하던 초창기 시스템에서 수작업으로 프로그래머가 구현한다
• “Manual Overlay” 라고도 한다
• 프로그래밍이 매우 복잡한다

 

Swapping

프로세스를 일시적으로 메모리에서 backing store로 쫒아내는 것이다

-> 프로그램이 통째로 쫒겨난다

 

Backing store(=swap area)

디스크

- 많은 사용자의 프로세스 이미지를 담을 만큼 충분히 빠르고 큰 저장공간이다

 

Swap in/ Swap out

일반적으로 중기 스케줄러(swapper)에 의해 swap out 시킬 프로세스를 선정한다

메모리에 너무 많은 프로세스가 있으면 시스템이 비효율적이 되기 때문이다

 

priority-based CPU scheduling algorithm

• 우선순위가 낮은 프로세스를 swapped out 시킨다
• 우선순위가 높은 프로세스를 메모리에 올려놓는다

 

>> Compile time binding 혹은 Load time binding에서는 원래 메모리 위치로 swap in 해야한다

Runtime binding이 지원되는 경우가 더 효율적이다

Execution time binding에서는 추후 빈 메모리 영역 아무곳에나 올릴 수 있다

swap time 대부분은 transfer time(swap되는 양에 비례하는 시간)이다

디스크를 접근하는 시간이 대부분이고 데이터를 전송하는 transfer time은 미미한 편이다

 

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Dynamic Linkining

프로그램 작성시 컴파일 할 때 linking을 한다

> Linking을 실행시간까지 미루는 기법이다

 

 

Static linking

• 라이브러리가 프로그램의 실행 파일 코드에 포함된다
• 실행 파일의 크기가 커진다
• 동일한 라이브러리를 각각의 프로세스가 메모리에 올리므로 메모리 낭비가 된다
• 예) printf 함수의 라이브러리 코드를 사용할 때 프로그램 주소 안에서 같이 실행이 된다

 

Dynamic linking

• 라이브러리가 실행 시 연결(link)된다
• 라이브러리 호출 부분에 라이브러리 루틴의 위치를 찾기위한 stub이라는 작은 코드를 둔다
• 라이브러리가 이미 메모리에 있으면 그 루틴의 주소로 가고 없으면 디스크에서 읽어온다
• 운영체제의 도움이 필요하다

 

Allocation of Physical Memory

메모리는 일반적으로 두 영역으로 나뉘어 사용된다

OS 상주영역

- interrrupt vector와 함께 낮은 주소 영역을 사용한다

사용자 프로세스 영역

- 높은 주소 영역을 사용한다

 

 

사용자 프로세스 영역의 할당 방법

Contiguous allocation 연속 할당

-> 각각의 프로세스가 메모리의 연속적인 공간에 적재되도록 하는 것이다

 

Fixed partition allocation(고정 분할 방식)

특징

• 물리적 메모리를 몇 개의 영구적 분할로 나눈다
• 분할의 크기가 모두 동일한 방식과 서로 다른 방식이 존재한다
• 분할당 하나의 프로그램을 적재한다

단점

• 융통성이 없다
• 동시에 메모리에 load되는 프로그램의 수가 고정된다
• 최대 수행 가능 프로그램의 크기가 제한된다
• Internal fragmentation이 발생한다 (external fragmentation도 발생)

 

Variable partition allocation(가변 분할 방식)

• 프로그램의 크기를 고려해서 할당한다
• 분할의 크기, 개수가 동적으로 변한다
• 기술적 관리 기법이 필요하다

• 단점  : External fragmentation이 발생한다