[쉽게 배우는 운영체제](요약)[Part-3][Ch-8] 가상 메모리의 기초

이 글은 "쉽게 배우는 운영체제 (조성호 지음)"을 읽고 주관적으로 작성된 글입니다.

출처 : https://www.hanbit.co.kr/store/books/look.php?p_code=B5471691739

※ 요약

1. 가상 메모리의 개념
   
   • 실제 물리 메모리 크기보다 큰 메모리 공간을 프로세스에게 제공하는 기술
   • 프로세스는 운영체제 위치와 메모리 크기에 상관없이 메모리를 마음대로 사용
2. 가상 메모리의 크기
   • 물리 메모리 크기 + 스왑 영역
3. 매핑 테이블
   
   • 가상 주소의 물리 메모리 위치를 알 수 있는 테이블
   • 페이징 기법에서는 페이징 매핑 테이블 / 페이징 테이블
     - 프로세스마다 존재
     - 페이지 주소를 나타내는 page, 물리 주소를 나타내는 frame으로 구성
   • 세그먼테이션 기법에서는 세그먼테이션 매핑 테이블 / 세그먼테이션 테이블
     - 크기를 나타내는 limit, 시작 주소를 나타내는 address로 구성
4.  페이징 기법
   • 고정 분할 방식을 이용한 가상 메모리 관리 기법
   • 페이지
     - 가상 주소의 분할된 각 영역
   • 프레임
     - 페이지와 구분을 위해 물리 메모리의 각 영역을 부르는 이름
5.  페이지 테이블 매핑 방식
   • 직접 매핑(direct mapping)
     - 페이지 테이블 전체가 물리 메모리의 운영체제 영역에 존재하는 방식
     - 즉, 운영체제가 페이지 테이블을 모두 들고 있음
   • 연관 매핑(associative mapping)
     - 페이지 테이블 전체를 스왑 영역에서 관리하는 방식
     - 테이블의 일부(변환 색인 버퍼 - TLB, Translation Look-aside Buffer)만 무작위로 물리 메모리에 존재
     - 물리 메모리 공간이 작을 때 사용
   • 집합-연관 매핑(set-associative mapping)
     - 페이지 테이블을 일정한 집합으로 나눈 단위로 물리 메모리에 가져오는 방식
     - 테이블의 일부가 continuous page로 물리 메모리에 존재
   • 역매핑(invert mapping)
     - 물리 메모리의 프레임 번호 기준으로 테이블을 구성하는 방식
     - 어떤 프레임에 어떤 프로세스의 어떤 페이지가 있다를 작성
     - 장점 : 다른 방식에서는 프로세스마다 테이블이 필요하지만, 역매핑은 하나의 테이블만 존재
     - 단점 : 가상 메모리 접근시 프로세스 아이디와 페이지 번호 모두 찾아야함
6. 세그먼테이션 기법
   
   • 가변 분할 방식을 이용한 가상 메모리 관리 기법
   • 물리 메모리를 프로세스 크기에 따라 가변적으로 나누어 사용
7. 세그먼테이션-페이징 혼용 기법
   
   • 사용자 입장으로 세그먼테이션 기법, 메모리 관리자 입장으로 페이징 기법을 사용하는 가상 메모리 관리 기법
   • 읽기 / 쓰기 등 메모리 접근 권한에 대한 비트를 페이지 테이블에 추가하면 테이블 크기가 매우 커짐
     - 비슷한 권한을 세그먼트로 묶어 세그먼테이션 기법 활용, 해당 세그먼트를 페이지로 나누어 페이징 기법 활용
   • 메모리 보호 / 중복 정보를 세그먼테이션 테이블로 관리하여 메모리 관리에 효율적

 

1. 가상 메모리의 개요

1) 가상 메모리 시스템

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2) 매핑 테이블의 필요성과 역할

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2. 페이징 기법

1) 페이징 기법의 구현

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2) 페이징 기법의 주소 변환

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3) 페이징 테이블 관리

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4) 페이징 테이블 매핑 방식

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3. 세그먼테이션 기법

1) 세그먼테이션 기법의 구현

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2) 세그먼테이션 기법의 주소 변환

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4. 세그먼테이션-페이징 혼용 기법

1) 메모리 접근 권한

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2) 세그먼테이션-페이징 혼용 기법의 도입

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3) 세그먼테이션-페이징 혼용 기법의 주소 변환

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5. [심화학습] 캐시 매핑 기법

1) 캐시 직접 매핑

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2) 캐시 연관 매핑

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3) 캐시 집합-연관 매핑

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