페이징 기법에 대해 설명해주세요
페이징 기법이 무엇인가요?
페이징은 프로세스의 논리 주소 공간을 페이지라는 일정한 단위로 자르고, 메모리 물리 주소 공간을 프레임이라는 페이지와 동일한 크기의 일정한 단위로 자른 뒤 페이지를 프레임에 할당하는 가상 메모리 관리 기법입니다.
페이징 기법은 왜 등장했나요?
메모리 공간에 연속적으로 프로세스를 할당하는 방식의 문제점은 두 가지가 있습니다.
외부 단편화 발생
메모리보다 큰 프로세스를 실행 불가능
이 문제점들을 해결하기 위해 등장한 기술이 가상 메모리입니다. 가상메모리는 실행하고자 하는 프로그램의 일부만 메모리에 적재하여 실제 물리 메모리보다 큰 프로세스를 실행하게 도와주는 기술입니다.
이 가상 메모리 관기 기법 중 현대의 대부분의 운영체제가 사용하는 기법이 페이징입니다.
페이징 과정이 어떻게 이루어지나요?
연속 메모리 할당 방식에서 외부 단편화가 생긴 근본적인 이유는 각기 다른 크기의 프로세스가 메모리에 연속적으로 할당되었기 떄문입니다. 만일 메모리와 프로세스를 일정한 단위로 자르고, 이를 메모리에 불연속적으로도 할당할 수 있다면 외부 단편화는 발생하지 않습니다.
예를 들어, 위 그림에서 메모리 공간과 프로세스를 10MB 단위의 일정한 크기로 자르고, 잘린 메모리 조각들에 프로세스 조각들을 불연속적으로 적재할 수 있다면 오른쪽 그림과 같이 외부 단편화는 발생하지 않습니다.
페이징 기법의 장점은 무엇인가요?
외부 단편화를 해결할 수 있어 메모리를 효율적으로 사용할 수 있습니다.
메모리를 할당할 때, 메모리의 크기가 프로세스의 크기보다 작더라도 프로세스를 실행할 수 있습니다.
페이징 기법의 단점은 무엇인가요?
프레임의 모든 공간을 사용하지 않을 경우 내부 단편화가 발생합니다.
적절한 페이지 교체 알고리즘을 사용하지 않을 경우 페이지 부재가 발생할 수 있습니다.
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