운영체제
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페이지 교체운영체제/가상 메모리 2018. 2. 4. 20:42
모든 메모리가 사용 중이어서 빈 프레임이 없는 경우 페이지 교체가 필요하다. 기본적인 페이지 교체 만약 빈 프레임이 없다면 현재 사용되고 있지 않은 프레임을 찾아 그것을 비워버린다. 그리고 페이지 테이블을 변화시킴으로써 프레임을 비어 있게 한다. 이 때 페이징 시스템은 두 가지 중요한 문제를 해결해야 한다. 그것은 프레임 할당 알고리즘과 페이지 교체 알고리즘이다. 즉 여러 프로세스가 존재하는 경우 얼마나 많은 프레임을 할당해야 할 지, 어떤 페이지를 교체해야 할 지를 결정해야 한다. 일반적으로 페이지 부재율이 가장 낮은 페이지 교체 알고리즘을 선정한다. 페이지 교체 알고리즘의 성능은 특정 메모리 참조 나열에 대해 알고리즘을 적용하여 페이지 부재 발생 횟수를 계산하여 평가한다. 이 때 메모리 주소의 나열을..
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쓰기 시 복사운영체제/가상 메모리 2018. 2. 4. 20:35
가상 메모리는 프로세스 생성시 페이지를 공유하여 생성 시간을 줄일 수 있다.과거에 자식 프로세스가 생성될 때에는 부모 프로세스의 페이지를 자식프로세스에 복사해 주는 방식으로 자식 프로세스의 주소 공간을 구성해 주었다.하지만 대부분의 상황에서 자식 프로세스는 만들어지자마자 곧 exec 시스템 호출을 사용해 메모리 공간을 다른 프로그램으로 교체한다.그러면 부모로부터 복사해 온 페이지들은 다 쓸모 없게 된다. 그래서 부모의 페이지를 다 복사해오는 대신 쓰기 시 복사 방식이 사용된다. 쓰기 시 복사 방식은 자식 프로세스가 시작할 때 부모의 페이지를 당분간 함께 공유하여 사용하고 둘 중 한 프로세스가 공유중인 페이지에 쓸 때 페이지의 복사본이 생성된다. 이 방식을 사용할 경우 수정되는 페이지만 복사본을 만들어 효..
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요구 페이징운영체제/가상 메모리 2018. 2. 4. 20:33
필요한 페이지만을 물리 메모리에 적재하는 것을 요구 페이징 이라고 한다.프로세스를 실행할 때 메모리에 전체 프로세스를 읽어오지 않고 필요한 페이지만 적재하는 게으른 스왑퍼를 사용한다. 기본 개념스왑 인시 페이저는 실제로 사용될 페이지들이 어떤 것인지 추측하고 실제 사용 될 페이지만 메모리로 가져온다.이로써 시간 낭비와 메모리 공간 낭비를 줄일 수 있다. 이를 위해서는 어느 페이지가 메모리에 올라와 있는지를 구별할 수 있어야 한다.따라서 약간의 하드웨어 지원을 필요로 한다. 유효 무효 비트 기법이 여기에 사용될 수 있는데 비트가 유효하다고 설정되면 해당 페이지가 메모리에 있다는 의미이고 무효하다고 설정되면 해당 페이지가 유효하지 않거나 디스크에만 존재한다는 것을 의미한다. 만약 프로세스가 메모리에 올라와 ..
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배경운영체제/가상 메모리 2018. 2. 4. 20:01
프로세스를 실행할 때 동적 적재 방법을 사용하면 전체 프로세스를 메모리에 올려야 한다는 제약을 완화시키는데 도움이 된다. 프로그램을 일부분만 메모리에 올려놓고 실행 할 수 있을 때의 장점 프로그램은 물리 메모리 크기에 의해 더 이상 제약 받지 않게 된다. 더 많은 프로그램을 동시에 수행할 수 있게 된다. swap에 필요한 입 출력 횟수가 줄어들기 때문에 프로그램이 보다 빨리 실행된다. 가상 메모리는 실제의 물리 메모리 개념과 사용자의 논리 메모리 개념을 분리시켜 프로그램의 일부분만 메모리에 올려놓고 실행 가능하다. 프로세스의 가상 주소 공간은 그 프로세스가 메모리에 저장되는 논리적인 모습을 말한다. 가상 주소 공간은 특정 논리주소에서 시작되어 연속된 공간을 차지한다. 힙과 스택 사이 비어 있는 가상 주소..
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페이징운영체제/메모리 관리 전략 2018. 2. 4. 17:55
페이징은 프로세스가 적재되는 물리 주소 공간이 연속적이지 않아도 적재를 허용한다는 이점을 가진 메모리 관리 기법이다.페이징은 세그먼테이션과 달리 외부 단편화를 방지하고 단편화에 따른 압축 작업이 필요 없다. 기본 방법물리 메모리는 프레임이라 불리는 같은 크기의 블록들로 분할되고논리 메모리는 페이지라고 불리는 같은 크기의 블록으로 분할된다.프로세스가 실행될 때 프로세스의 페이지는 보조 메모리로부터 주 메모리 프레임으로 적재된다. CPU에서 나오는 모든 주소는 페이지 번호와 페이지 변위의 두 개의 부분으로 나누어진다.페이지 번호는 페이지 테이블을 액세스 할 때 사용되며 페이지 테이블은 주 메모리에서의 페이지 주소를 가지고 있다.이 페이지 주소에 페이지 변위를 더하면 원하는 물리 주소가 된다. 페이징 기법을 ..
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세그먼테이션운영체제/메모리 관리 전략 2018. 2. 4. 15:55
프로그래머가 인지하는 메모리의 모습을 실제 물리 메모리의 모습으로 변환해주는 메모리 기법을 제공한다. 기본 방법 프로그램은 세그먼트들의 집합이다. 세그먼트의 길이는 다양하며 각 세그먼트의 길이는 프로그램의 목적에 따라 자동적으로 결정된다. 세그먼테이션은 프로그래머가 생각하는 모양을 그대로 지원하는 메모리 관리 기법이다. 프로그래머는 모든 주소를 세그먼트 이름과 오프셋의 두 부분으로 나누어 명기한다. C 컴파일러가 만들어 내는 세그먼트 코드, 전역 변수, 힙, 스택, 표준 C 라이브러리 하드웨어 사용자가 정의한 -이차원 주소는 일차원의 실제 주소로 사상 된다. 이 사상은 세그먼트 테이블에 의해 이루어진다. 세그먼트 테이블들의 각 항목은 세그먼트의 기준과 한계를 가지고 있다. 세그먼트 기준은 세그먼트의 시작..
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연속 메모리 할당운영체제/메모리 관리 전략 2018. 2. 4. 15:51
주 메모리는 사용자 프로세스들도 수용해야 하고 효율적으로 관리되어야 한다. 메모리는 일반적으로 두 개의 부분으로 나누어 지는데 하나는 메모리에 상주하는 운영체제를 위한 것이고 하나는 사용자 프로세스를 위한 것이다. 연속 메모리 할당 시스템에서 각 프로세스는 연속된 하나의 메모리 영역을 차지하게 된다. 메모리 보호 프로세스가 자신이 소유하지 않은 메모리를 접근할 수 없게 하기 위해서 상한 레지스터와 재 배치 레지스터를 사용한다. 여기서 재배치 레지스터를 사용함 으로서 운영체제의 크기는 실행 중이라도 얼마든지 변경될 수 있다. 운영체제 중 필요에 따라 메모리로 올라오기도 하고 지워지기도 하는 부분을 일시적 운영체제 코드 라고 한다. 이러한 기능을 최대한 활용하면 전체 운영체제의 크기는 매우 작아질 수 있다...
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스와핑운영체제/메모리 관리 전략 2018. 2. 4. 15:46
프로세스는 실행 도중에 임시로 보조 저장장치로 내보내어졌다가 다시 메모리로 돌아올 수 있다. 모든 프로세스의 크기의 총합이 실제 물리 메모리 크기보다 큰 경우에도 스와핑을 이용하면 동시에 실행하는 것이 가능하게 되어 다중 프로그래밍의 정도를 증가시킨다. 기본 스와핑기본 스와핑은 메인 메모리와 예비 저장장치 사이에서 프로세스를 이동시킨다.이런 스와핑 시스템에 경우 문맥 교환 시간이 상당히 오래 걸린다. 스와핑에는 제약이 따르는데 한 프로세스를 스왑 하기를 원한다면 그 프로세스는 완전히 휴지 상태에 있음을 확인해야 한다.프로세스가 입출력 장치에 어떤 신호를 주고받는 동안이라면 그 동안은 스왑 하면 안된다.이러한 문제의 해결책은 두 가지가 있다. 입출력이 종료되지 않은 프로세스를 스왑 하지 말거나 입출력은 항..
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배경운영체제/메모리 관리 전략 2018. 2. 4. 15:44
메모리는 각각 주소가 할당된 일련의 바이트로 구성된다.CPU는 PC가 지시한 메모리주소로부터 명령어를 가져와 수행한다. 기본 하드웨어각각의 프로세스들은 독립된 메모리 공간을 가진다.특정 프로세스만 접근할 수 있는 합법적인 메모리 주소 영역을 설정하고 프로세스가 합법적인 영역만을 접근하도록 보호하는 것이 필요하다. 메모리 공간의 보호는 base 레지스터와 limit 레지스터를 사용한다.기준 레지스터는 가장 작은 합법적 물리 메모리 주소의 값을 저장하고 상한 레지스터는 주어진 영역의 크기를 저장한다. 주소의 할당프로그램이 실행되기 위해서는 주 메모리로 올라와 프로세스가 되어야 한다.사용하는 메모리 관리 기법에 따라 프로세스는 디스크와 주 메모리 사이를 왔다갔다 할 수 있다.디스크에서 주 메모리로 들어오기를 ..
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교착상태로부터 회복운영체제/교착상태 2018. 2. 4. 15:02
탐지 알고리즘이 교착상태가 존재한다고 결정하면 운영자가 수작업으로 처리하는 방법과 시스템이 자동으로 교착상태로부터 회복하게 하는 방법이 있다. 교착상태에서 회복 시키는 방법 순환 대기를 깨트리기 위해 단순히 한 개 이상의 프로세스들을 중지시키는 것 교착상태에 있는 하나 이상의 프로세스들로 부터 자원을 선점하는 것 프로세스 종료 교착상태 발생시 문제가 되는 프로세스를 종료함으로써 교착 상태를 해결한다. 종료 방법에는 교착상태 에 연루되어 있는 모든 프로세스를 종료하는 방법과 교착 상태가 없어질 때까지 하나씩 종료하는 방법이 있다. 어느 프로세스를 종료할지 결정하는 요인 프로세스의 우선순위 프로세스의 남은 시간과 수행된 시간 프로세스가 사용한 자원의 타입과 수 프로세스 종료까지 필요한 자원의 수 종료되어야 ..