Operating System Concepts – Contiguous Memory Allocation

Operating System Concepts -
Contiguous Memory Allocation

8.3.1 Memory Protection

Memory mapping과 Memory protection은 Relocated register와 Limit register에 의해 제공된다.

Relocated register는 가장 작은 물리주소의 값을 저장하며 Limit register는 논리 주소의 범위 값을 저장한다.

CPU Scheduler가 다음으로 실행할 프로세스를 선택할 때 Dispatcher는 문맥 교환의 일환으로 Relocated register와 Limit register에 정확한 값을 적재한다.
CPU에 의해 생성되는 모든 주소는 이 레지스터의 값을 참조하므로 OS와 다른 프로그램을 현재 실행중인 프로세스로부터 보호할 수 있다. (메모리 접근 방지의 의미)

 

8.3.2 Memory Allocation

가장 간단한 공간 할당 방법은 고정된 크기로 분할하는 것이지만 효율성 측면에서 크게 떨어진다.
때문에 가변 분할 기법을 사용하게 되는데, 메모리의 상태를 파악할 수 있는 테이블을 유지해야 한다.

동적 메모리 할당

1. First-fit: 필요한 메모리를 만족시키는 큰 첫 번째 가용 공간을 할당한다.
   검색은 시작 지점부터 수행하거나 이전 검색 지점부터 시작될 수 있다.
2. Best-fit: 필요한 메모리 크기를 만족시키는 충분히 큰 공간들 중 가장 작은 것을 택한다.
   리스트가 크기 순으로 정렬되어있지 않으면 리스트 전체를 검색해야 하며 이 방법은 아주 작은 잔여 공간을 발생시킨다.
3. Worst-fit: 가장 큰 가용 공간을 택한다. 할당해주고 남게 되는 자유 공간은 다른 프로세스들이 유용하게 사용할 수 있다. 하지만 자유 공간이 크기 순으로 정렬되어있지 않다면 리스트 전체를 다시 검색해야한다.

 

8.3.3 Fragmentation

외부 단편화(External fragmentation)

앞에서 기술한 알고리즘에서는 외부 단편화가 발생한다.
프로세스들이 메모리에 적재되고 제거되는 일이 반복되다 보면 자유 공간들이 너무 작은 조각이 되어버리는데, 외부 단편화는 수 많은 작은 조각들이 여러 곳에 분산되어 있을 때 발생한다.
외부 단편화를 해결하는 한 가지 방법은 압축(compaction)이다.
이 방법은 메모리의 모든 내용들을 한 군데로 몰고 모든 자유 공간들을 다른 한 군데로 몰아서 큰 블록을 만드는 것이다. (많은 비용 발생)
외부 단편화를 해결하는 다른 방법은 한 프로세스의 논리 주소 공간을 여러 개의 비 연속적인 공간으로 나누어 각각 할당하는 방법이다. (페이징, 세그먼테이션)

 

내부 단편화(Internal fragmentation)

할당된 크기와 요구 공간과의 차이에서 발생하는 잉여 공간.