가상기억장치(Virtual Memory) 관리 기법

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[컴퓨터공학개론] 가상기억장치(Virtual Memory)의 관리

 

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1. 개요

가상기억장치는 대용량 프로그램이 수행하는 데 필요한 주기억장치의 공간만큼이 있는 것처럼 동작이 되도록 한다. 프로그램의 동작이 지역성(locality)을 가지기 때문에 아무리 큰 프로그램도 특정 시점에 특정 프로그램 코드만 주 기억장치에 상주하면 프로그램이 실행하는 데 아무 문제가 없다는 것에 착안한 개념이다.

 

① 장점

• 적은 메모리 공간으로 큰 프로그램을 실행할 수 있음
• 즉, 주기억장치를 효율적으로 사용할 수 있음 → 비용 절감

② 단점

• 필요한 프로그램 코드가 주 기억장치에 없음 → 프로그램 수행 시간이 많이 소요됨

③ 구현 방안

• 페이징(paging) 기법
• 세그먼테이션(segmentation) 기법

 

2. 페이징(paging) 기법

일정하게 쪼갠 크기 단위(페이지, page)로 주기억장치 크기를 할당한다.

(페이지 단위 크기는 점차 크게 하고 있는 추세임)

 

① 장점

• 주기억장치 할당 및 주소 계산이 아주 간단함 → 성능이 좋음

② 단점

• 항상 일정한 크기로 메모리를 할당하므로, 페이지에 사용되지 않는 공간이 낭비됨

③ 페이징 기법에서의 주소 매핑 방법

• 직접 사상(direct mapping)에 의한 페이지 주소 변환
• 연관 사상(associative mapping)에 의한 페이지 주소 변환
• 직접 사상과 연관 사상을 결합한 페이지 주소 변환

 

3. 세그먼테이션(segmentation) 기법

가변적인 크기로 주기억장치 공간을 할당한다.

 

① 장점

• 효율적인 메모리 사용을 보장함

② 단점

• 주기억장치 내의 빈 공간들이 많이 발생함

③ 세그먼테이션 기법에서의 주소 매핑 방법

• 직접 사상(direct mapping)에 의한 페이지 주소 변환
• 연관 사상(associative mapping)에 의한 페이지 주소 변환
• 직접 사상과 연관 사상을 결합한 페이지 주소 변환

 

4. 하이브리드(Hybrid) 기법

‘segmentation/paging 기법’ 또는 ‘혼합 기법’이라고도 한다. 페이징(paging) 기법과 세그먼테이션(segmentation) 기법의 단점을 극복하고 장점을 최대한 살린 기법이다.

 

※ 하이브리드 기법에서의 주소 매핑 방법

• 직접 사상(direct mapping)에 의한 페이지 주소 변환
• 연관 사상(associative mapping)에 의한 페이지 주소 변환
• 직접 사상과 연관 사상을 결합한 페이지 주소 변환