기억장치 관리 전략
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기억장치 관리 전략(Memory Management Strategy)은 운영체제가 한정된 주기억장치를 효율적으로 쓰기 위해 프로그램과 데이터를 언제 가져오고, 어디에 두고, 무엇을 내보낼지 정하는 방법이다.
주기억장치는 보조기억장치보다 빠르지만 비싸고 작다. 고가의 자원이므로 운영체제가 집중적으로 관리한다. 관리 전략은 하는 일에 따라 반입(Fetch), 배치(Placement), 교체(Replacement) 세 가지로 나눈다.
| 전략 | 정하는 것 | 방법 |
|---|---|---|
| 반입 전략(Fetch Strategy) | 보조기억장치의 프로그램·데이터를 언제 주기억장치로 가져올지 | 요구 반입(Demand Fetch, 요청이 있을 때 가져옴, 가상 메모리의 요구 페이징), 예상 반입(Anticipatory Fetch, 쓸 것을 미리 예측해 가져옴) |
| 배치 전략(Placement Strategy) | 가져온 프로그램을 주기억장치의 어디에 둘지 | 최초 적합(First Fit), 최적 적합(Best Fit), 최악 적합(Worst Fit) → 메모리 단편화 |
| 교체 전략(Replacement Strategy) | 빈 공간이 없을 때 이미 있는 것 중 무엇을 내보낼지 | FIFO, LRU, LFU, NUR, OPT, 2차 기회 → 페이지 교체 알고리즘 |
- Cycle strategy(순환 전략) 같은 기억장치 관리 전략은 없다. 관리 전략은 반입·배치·교체 셋이다
- 배치 전략은 최초 적합(first fit)·최적 적합(best fit)·최악 적합(worst fit)이고, 직전에 할당한 위치 다음부터 찾는 다음 적합(next fit)을 더하기도 한다. last fit 이라는 배치 전략은 없다
- 배치 전략은 가변 분할 방식에서 빈 공간(홀)을 고르는 문제다. 페이징처럼 크기가 같은 프레임에 넣을 때는 어느 빈 프레임이든 되므로 배치 문제가 단순해진다
| 방법 | 고르는 빈 공간 | 특징 |
|---|---|---|
| 최초 적합 | 처음 만나는 충분히 큰 공간 | 빠르다 |
| 최적 적합 | 들어갈 수 있는 가장 작은 공간 | 남는 조각이 아주 작아 외부 단편화가 생기기 쉽다 |
| 최악 적합 | 가장 큰 공간 | 남는 조각이 커서 다른 프로그램이 다시 쓸 수 있다 |
빈 공간(분할)이 차례로 20KB, 16KB, 8KB, 40KB 이고 17KB 프로그램을 넣는 경우다. 16KB·8KB 는 17KB 보다 작아 넣을 수 없다.
| 전략 | 고르는 공간 | 남는 공간 |
|---|---|---|
| 최초 적합 | 앞에서부터 처음 만나는 17KB 이상 공간 → 20KB | 20 - 17 = 3KB |
| 최적 적합 | 17KB 이상인 공간 중 가장 작은 것 → 20KB | 3KB |
| 최악 적합 | 가장 큰 공간 → 40KB | 40 - 17 = 23KB |
- 고정 분할에서는 프로그램을 넣고 분할 안에 남은 공간을 다른 프로그램이 쓰지 못한다. 이것이 내부 단편화이고, 위 예에서 최적 적합(Best Fit)의 내부 단편화는 3KB 다
- 빈 공간이 여러 조각으로 흩어져 합계는 충분한데 한 조각에 들어가지 못하는 것은 외부 단편화다 → 메모리 단편화