주기억장치 관리 전략

반입 전략 (Fetch Strategy)

반입 전략은 실행할 프로그램이나 데이터가 보조기억장치(예: HDD, SSD)에서 주기억장치로 로드되는 방식을 결정하는 전략입니다. 대표적인 반입 전략에는 다음과 같은 방법이 있습니다.

  • 요구 반입 (Demand Fetch): 프로그램 실행 시 실제로 필요한 페이지나 세그먼트만을 메모리에 로드하는 방식으로, 메모리 낭비를 줄일 수 있지만 초기 실행 속도가 느려질 수 있습니다.

  • 예측 반입 (Prefetching): 실행 패턴을 분석하여 앞으로 필요할 것으로 예상되는 데이터를 미리 로드하는 방식으로, 캐시 히트율을 높이고 성능을 개선할 수 있습니다.

메모리(RAM, Random Access Memory) 👆

배치 전략 (Placement Strategy)

배치 전략은 새로운 프로세스를 주기억장치의 어느 위치에 배치할 것인지 결정하는 방법입니다. 주요 배치 전략은 다음과 같습니다.

  • 최초 적합 (First Fit): 프로세스를 가장 먼저 발견한 적절한 크기의 빈 공간에 배치합니다.

  • 최적 적합 (Best Fit): 프로세스를 수용할 수 있는 가장 작은 빈 공간에 배치하여 메모리 낭비를 최소화합니다.

  • 최악 적합 (Worst Fit): 가장 큰 빈 공간에 배치하여 큰 블록을 남겨 이후의 할당이 용이하도록 합니다.

프로세스 교착상태(Deadlock) 👆

교체 전략 (Replacement Strategy)

교체 전략은 주기억장치가 가득 찼을 때 어떤 페이지나 데이터를 제거할 것인지를 결정하는 방법입니다. 대표적인 페이지 교체 알고리즘은 다음과 같습니다.

  • FIFO (First In, First Out): 가장 먼저 메모리에 들어온 페이지를 가장 먼저 제거하는 방식으로, 구현이 간단하지만 성능이 떨어질 수 있습니다.

  • LRU (Least Recently Used): 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지를 제거하는 방식으로, 과거의 접근 패턴을 반영하여 성능이 우수합니다.

  • LFU (Least Frequently Used): 사용 빈도가 가장 낮은 페이지를 제거하는 방식으로, 자주 참조되는 페이지를 유지할 수 있습니다.

  • 최적 페이지 교체 (Optimal Page Replacement): 앞으로 가장 오랫동안 사용되지 않을 페이지를 제거하는 방식이지만, 미래의 접근 패턴을 알아야 하므로 실제로 구현하기 어렵습니다.

프로세스 스케줄링(Process Scheduling) 👆

분할 할당 기법 (Memory Partitioning)

분할 할당 기법은 주기억장치를 여러 개의 블록으로 나누어 프로세스에 할당하는 방법입니다. 주요 기법은 다음과 같습니다.

  • 고정 분할 할당 (Fixed Partitioning): 메모리를 미리 정해진 크기의 블록으로 나누어 각 프로세스에 할당하는 방식으로, 내부 단편화가 발생할 수 있습니다.

  • 가변 분할 할당 (Dynamic Partitioning): 실행 중인 프로그램의 크기에 따라 동적으로 메모리를 할당하는 방식으로, 외부 단편화가 발생할 수 있습니다.

프로세스 인터럽트(Interrupt) 👆

결론

주기억장치 관리는 시스템의 성능을 최적화하기 위한 중요한 요소입니다. 반입 전략, 배치 전략, 교체 전략, 분할 할당 기법을 적절히 조합하여 운영체제가 메모리를 효율적으로 활용하면, 프로세스의 실행 속도를 높이고 시스템의 안정성을 유지할 수 있습니다. 적절한 전략을 선택하는 것이 시스템 설계에서 중요한 역할을 합니다.

메모리(RAM, Random Access Memory)

 

프로세스의 상태(Process States) 👆






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