운영체제 - 20

KOCW 운영체제 20강

양희재 교수님 강의를 듣고 쓴 글입니다.

Main Memory Management

OS에서 CPU자원은 process management 에서 관리한다. 그리고 주기억장치 관리는 Main Memory Management 에서 관리한다.

paging을 써 외부단편화 현상은 저번 시간에 해결했었다.

Internal Fragment(내부 단편화)

• 프로세스 크기가 page크기의 배수가 아니라면, 마지막 page는 1개의 frame공간을 꽉 채울 수 없다.

  → 따라서 남은 공간은 메모리 낭비가 되는 것.

• 내부 단편화 예시

  상황 : 프로세스 크기는 13byte, page/frame size는 4byte인 경우

  

  위에서 회색영역이 프로세스가 차지하는 공간이고, 흰색 영역은 빈 공간을 뜻한다.

  13byte 크기의 프로세스가 page size(==4byte)만큼 나뉘어서 frame에 들어간 모습이다. 프로세스는 4byte, 4byte, 4byte, 1byte 로 나뉘어 frame에 들어가게 됐고, 따라서 마지막 1byte는 frame에 들어가서 3byte의 빈 공간을 만들어낸다. → 메모리 낭비

  
  

• 내부 단편화로 인한 낭비는 미미하다고 한다.

Page table 만들기

• CPU Register로!! : CPU안의 register로 page table entry를 만드는 것.
  • 장점 : 주소변환이 빠르다.
  • 단점 : CPU안에 넣어야해서 page table의 크기가 작아질 수 밖에 없다.
• Main memory로!!
  • 장점 : page table의 크기가 커질 수 있다. 따라서 더 많은 양의 page mapping정보를 저장할 수 있다.
  • 단점 : 변환속도가 느리다.
• TLB(Translation look-aside buffer)로!! : 캐시메모리 비슷한 것으로 page table을 만드는 것
  • 주소변환을 위한 목적으로 만든 메모리를 캐시라 안부르고 TLB라고 부른다. 별도의 SRAM으로 만들어서 TLB를 만든다.

Effective Memory Access Time

유효 메모리 접근 시간(E_time)을 구해보자.

• T_m : memory를 읽는데 걸리는 시간.
• T_b : TLB(page table)를 읽는데 걸리는 시간.
• h : hit. page table에 우리가 접근하려는 주소의 정보가 있을 확률.

E_time = h(T_b + T_m) + (1 - h)(T_b + T_m + T_m)

• 1-h : page table에 우리가 접근하려는 주소의 정보가 없을 때
  • T_b : CPU가 TLB를 읽고 정보가 없다는 사실 인지.
  • T_m : memory의 OS에서 정보 획득 후 TLB로 가져옴.
  • T_m : TLB에서 정보 얻었기에 memory에서 읽어서 매핑.