운영체제(13) - 프로세스의 메모리 할당 (비연속적 할당 방식)

CS/운영체제

붉은범 2023. 10. 23. 12:13

불연속할당 (noncountiguous allocation)

하나의 프로세스가 메모리의 여러 영역에 분산되어 올라갈 수 있음

주소변환을 위해 Page table이 필요, PMT ( Page Mapping Table)
논리적 주소를 여러공간(Page)로 쪼갠 것
page table은 Main memory에 상주
Page - table base reigster (PTBR)이 page table을 가리킴
모든 메모리 접근 연산에는 2번의 memory access 필요 -> 이런 메모리의 접근을 줄이고자 나온게 TLB
장점 : 논리 메모리는 물리 메모리에 저장될 때 연속되어 저장될 필요가 없고, 물리 메모리의 남는 프레임에 적절히 배치되기 때문에 외부 단편화가 생기지 않는다.
단점 : 내부 단편화 문제가 발생할 수 있다. 페이지 단위를 작게하면 해결할 수 있지만, 페이지 매핑 과정이 복잡해져 오히려 비효율적이다.

공간 낭비를 최소화 하기 위해

Two - Level Page Table 사용

Page table 마다, 각 entry마다 아래의 bit을 둔다
- Protection bit , Page에 대한 접근 권한 ( read / write / read - only)
Valid - invalid bit
invalid한 페이지를 할당하지 않으므로 메모리를 절약할 수 있다
작은 단위로 Page Table을 분할함으로써 메모리 관리가 용이하다.

Page frame 하나당 page table에 하나의 entry를 둔 것 (system - wide)
메모리에 하나의 고정 크기 페이지 테이블만 두는 방
각 page table entry는 각각의 물리적 메모리의 page frame이 담고있는 내용 표시 (process - id , process의 logical address)
단점 : 테이블 전체를 탐색해야 함
조치 : associative register 사용 ( expensive)
page table의 공간을 줄이기 위해 사용

프로그램을 의미 단위인 여러개의 segment로 구성
- 일반적으로는 code, data, stack 부분이 하나씩의 세그먼트로 정의됨
- 작게는 프로그램을 구성하는 함수 하나하나를 세그먼트로 정의
- 크게는 프로그램 전체를 하나의 세그먼트로 정의 가능
페이지는 돼지를 도축할때 같은 크기로 자른다면, Segmentation은 부위별로 자른다고 생각하면 편하다
Logical address는 다음의 두 가지로 구성 <segment - number , offset > . 여기서 offset은 세그먼트 안에서의 위치를 나타낸다.
세그먼트 테이블은 각자 base ( 세그먼트의 물리적 주소에서 시작점), limit ( 세그먼트의 길이)가 존재한다.
만약 Logical address가 (2,100) 이라면....
- 세그먼트 테이블 2번으로 가서.... 4300+100 = 4400 < 4700 ( base + limit)
만약 Logical address가 (1,500)이라면...
- 세그먼트 테이블 1번으로 가서.... 6300 + 500 = 6800 > 6700 (base + limit)
- => 인터럽트로 인해 프로세스 강제 종료 (범위를 벗어남)

Segmentation 기법의 장점과 단점