가상기억장치의 구현기법 - 페이징, 세그멘테이션

가상기억장치의 개요

가상기억장치는 보조기억장치(하드디스크)의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 것을 말한다. 

 

주기억장치의 용량보다 큰 프로그램을 실행시키기 위해 사용됨

이러한 가상기억장치의 일반적인 구현 방법에는 페이징 기법과 세그멘테이션 기법이 존재함

주기억장치: 처리용, 용량작음, 속도빠름(RAM, ROM)

보조기억장치: 저장용, 용량큼, 속도느림(하드디스크)

 

 

1-1. 반입 전략 (Feth) 

• 언제 주기억장치로 적재할 것인지 결정하는 전략
• 요구 반입 (Demand Feth) : 참조를 요구할 때 적재하는 방법
• 예상 반입 (Anticipatory Feth) : 데이터를 미리 예상하여 적재하는 방법

 

1-2. 배치 전략 (Placement)

• 새로 반입되는 프로그램이나 데이터를 어디에 위치시킬 것인지 결정하는 전략
• 최초 적합 : 빈 영역 중 첫번째 영역에 배치
• 최적 적합 : 단편화를 가장 작게 남기는 분할 영역에 배치
• 최악 적합 : 단편화를 가장 많이 남기는 분할 영역에 배치
• 최적악

 

1-3. 교체 전략 (Replacement)

• 어느 영역을 교체할 것인지 결정하는 전략
• FIFO, FRU, LFU, NUR, OPT,SCR

 

2. 주기억장치 할당(Allocation)의 개념

• 프로그램이나 테이터를 실행시키기 위해 주기억장치에 어떻게 할당할 지 정함

▶ 연속 할당 기법 : 프로그램을 주기억장치에 연속으로 할당하는 기법

• 단일 분할 할당 기법 : 오버레이 스와핑
• 다중 분할 할당 기법 : 고정(정적) 분할 할당 기법,  가변(동적) 분할 할당 기법

▶ 분산 할당 기법 : 프로그램을 특정 단위의 조각으로 나누어 할당하는 기법

• 페이징 기법
• 세그먼테이션 기법

 

3. 가상기억장치

• 용량이 작은 주기억장치를 마치 큰 용량을 가진 것처럼 사용하는 기법
• 주기억장치의 이용률과 다중 프로그래밍 효율을 높일 수 있음
• 주소 변환 작업 필요
• 연속할당 방식의 단편화 해결

 

4. 페이징 기법

• 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후 나눠진 프로그램을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역(페이지프레임)에 적재시켜 실행하는 기법
• 일정한 크기로 나눈 단위를 페이지라고 함
• 페이지크기로 일정하게 나누어진 주기억장치의 단위를 페이지 프레임이라고 함
• 외부 단편화는 발생하지 않지만 내부 단편화 발생
• 페이지 맵 테이블 필요

 

5. 세그먼테이션 기법

• 다양한 크기의 논리적인 단위로 나는 후 주기억장치에 적재시켜 기억공간을 절약하기 위해 사용
• 논리적인 크기로 나눈 단위를 세그먼트라고 하며, 각 세그먼트는 고유한 이름과 크기를 가짐
• 사용자의 관점을 보존하는 기억장치 기법
• 세그먼트 맵 테이블 필요
• 기억장치 보호키 필요
• 내부단편화는 발생하지 않으나 외부단편화 발생

 

 6. 스래싱

• 프로세스의 처리 시간보다 페이지 교체에 소요되는 시간이 더 많아지는 현상

▶ 스래싱 현상 방지 방법

• 다중 프로그래밍의 정도를 적정 수준으로 유지
• 워킹 셋 유지
• 임계치 예상해 운영