9강 제7장 가상메모리 (#개념,#페이징, #세그먼테이션)

** 기말고사 대비용 / 개인 요약

 

학습목표

1. 가상 메모리의 개념과 주소 변환에 대하여 설명 할 수 있다.

2. 페이징 기법과 세그먼테이션 기법에서의 주소 변환 과정을 설명할 수 있따.

3. 요구 페이지 호출기법과 예상 페이지 호출기법을 설명할 수 있다.

4. 다양한 페이지 교체기법들을 설명할 수 있다.

 

 

주요용어

 

가상주소, 페이징 기법, 세그먼테이션 기법, 동적주소변환,

Belady의 이상현상(anomaly), 국부성, 워킹세트, 쓰래싱(thrashing)

 

 

 

 

7.1 가상 메모리의 개념

 

가상 메모리(virtual memory)는 컴퓨터 시스템의 메모리 크기보다

더 큰 기억 공간이 필요한 프로세스를 실행할 수 있게 하는 방법

 

실행중인 프로세스 에 의해 참조되는 주소를 메모리에서 사용하는 주소와 분리하는 것

전체 프로그램 및 데이터 중 현재 필요한 일부만 메모리에 적재함으로써 프로세스의 수행 가능

 

가상주소(virtual address) : 실행 프로세스가 참조하는 주소

물리적 주소 (virtual address) : 실제 메모리에서 사용 하는 주소 (실주소 (real address))

 

프로세스는 오직 가상주소만을 참조하지만, 실제로 메모리(real memory) 에서 실행 되어야 하므로

프로세스가 실행 되려면 가상주소는 실주소로 변환 되어야한다.

 

 

이 변환 과정을  '사상(mapping)' 이라고 하며 변환 함수로 표시

 

 

사상(mapping)

• 가상 주소  >>>     실 주소 변환
• 동적 주소 변환(DAT) : 프로세스가 실행되는 동안 사상
• 인위적 연속성 >> 가상주소 공간에서는 연속 o,   실주소 공간에서는 연속 x
• 빨리 수행되지 않으면 컴퓨터의 수행 성능 저하될 수 있음

  

 

 

 

7.2 블록 단위 주소 변환

 

동적 주소 변환 (DAT) 방법은

가상 메모리에서의 위치가 현재 메모리의 어디에 위치하는지를 나타내는 

주소 변환 사상표(address translation mapping table)를 유지하여야 한다.

 

• 블록 단위로 분류하여 각 블록이 메모리의 어디에 위치하는지를 관리
• 블록 사상 시스템의 주소는 두부분으로 구성하고, 프로그램이 들어있는 블록과
• 블록의 시작 부분으로부터 항목까지의 변위를 지정(displacement) 한다
• 가상 주소=  ( 블록번호, 블록 내 변위)  >>>> v =( b , d)

 

블록 구성 방식에 따른 분류 

• 페이징 기법: 블록의 크기가 동일한 페이지로 구성

• 세그먼테이션 기법: 블록의 크기가 서로 다른 세그먼트로 구성

 

 

 

 

7.2.1 페이징 기법

 

페이징 기법 : 페이지로 나누어 관리하는 기법

페이지(page) : 가상 메모리를 고정된 크기의 블록

페이 플레임 (page frame) : 메모리 영역도 가상 메모리와 동일하게 고정 된 크기의 블록

 

 

가상 주소 V = ( p , d ) 

p 는 페이지 번호 , d 는 페이지 p의 시작 위치로부터의 변위

ex ) 가상 메모리상 a 는 3번 페이지안에 있고,  3번 페이지 시작 위치로 부터 8byte 만큼 떨어져있다.

      이때, a 의 가상주소 v= ( 3 , 8 ) 

 

 

페이지 사상표 (mapping table) : 

가상주소의 페이지 번호에 대한 실주소의 페이지 프레임 번호를 저장

가상주소를 실 주소로 동적 변환하기 위해 필요

 

페이지 사상표의 예

 

직접 사상에 의한 동적 주소 변환

ex ) a 위치 v = ( 3 , 8)  을 동적 주소 변환하기

( p' = 페이지프레임번호)

 

가상주소 v = ( 페이지번호 p , 페이지내 변위 d ) 를 가지므로, 페이지 번호가 3, 변위 8을 가진다.

위의 페이지 사상표에서 3에 대한 위치를 찾고, 사상표에 저장된 페이지 프레임 번호(p')  5 를 찾을 수 있다.

실주소 5번 페이지 프레임에 변위 8 만큼더한 곳이  a 의 실주소가 되고, 페이지 크기가 M 일때 5M + 8 이 된다.

( 페이지와 페이지 프레임의크기가 동일 하므로 페이지 내 변위 8은 그래로 사용 가능)

 

직접 사상 : 페이지 사상표를 직접 이용 (위의 방법)

 

연관 사상에 의한 동적 주소 변환

연관 사상 : 연관 기억장치에 저장한 연관 사상표를 이용

연관기억장치 : 저장된 값으로 데이터를 액서스하는 고속 메모리 장치

 

 

연관  / 직접 사상

일반적으로는 두 방법을 같이 사용.

연관/ 직접 사상은  연관 사상표에는 가장 최근에 참조된 페이지 항목만 보관하고

나머지는 페이지 사상표에 수록하여 연관 사상표가 없을 떄 직접 사상 기법으로 구현 

 

연관 / 직접 사상에 의한 동적 주소 변환

 

 

 

 

 

 

7.2.2  세그먼테이션 기법

세그먼트 : 가상 메모리를 논리적 의미에 맞는 다양한 크기의 세그먼트 단위로 나누어 관리

 

세그먼테이션 기법에서 가상 주소 v =  ( s, d ) 

s 는 세그먼트 번호 , d 세그먼트 s의 시작 위치로부터의 변위

 

세그먼테이션 기법의 가상주소 예

 

세그먼트 사상표 : 가상주소의 세그먼트 번호에 대한 실주소에서의 시작 위치가 저장

                        세그먼트가 현재 메모리에 존재하는지 여부의 비트값과 

                        보조기억장치에서의 위치 정보, 세그먼트의 길이도 같이 저장

 

 

세그먼트 사상표의 예

세그먼트 시작 주소 : 메모리에서의 시작위치

세그먼트 길이 : 오버플로 확인용

 

 

 

 

 

강의 보면서 맨날 졸면서 보고는 했는데,,,,

교수님을 탓했엇는데,,,,,

아니였어,,,,,,,,,

 

 

그냥 어려운거야!!!

 

 

9강 제7장 가상메모리 (#혼용기법 #페이지호출기법)

 

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