[OS] 8. 메모리 관리 - Variable Partition Multi-programming

Memory allocation

Continuous memory allocation (연속할당)

• Uni programming
• Multi programming
  
  • Fixed partition multi programming (FPM)
  • Variable partition multi programming (VPM)

Non continuous memory allocation -> Lecture 9 (비연속할당)

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Continuous Memory Allocation

Variable Partition Multiprogramming

• 초기에는 전체가 하나의 영역임.
• 프로세스를 처리하는 과정에서 메모리 공간을 동적으로 분할
• 케이크를 잘라서 나눠주는 것과 같이 생각

어떻게 작동될지 예시를 살펴보자 - VPM Example

Memory space: 120 MB

 

(a)초기상태 (b)프로세스A(20MB)가 적재 된 후

프로세스C(25MB)가 적재 된 후

프로세스D(20MB)가 적재 된 후

파티션이 요청한 크기에 맞추서 동적으로 나누어짐

Internal Fragmentation이 발생하지 않음.

프로세스 B가 주기억장치를 반납한 후

B가 나가면 파티션이 나누어진 공간이 남음..

프로세스 E(15MB)가 적재 된 후

10MB의 빈공간에 넣을 수 없으니 D다음에 할당

프로세스 D가 주기억장치를 반납한 후

시간이 지나면서 빈 공간이 발생함.

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Internal fragmentation issue 

프로세스가 들어오면 어디에 배치할 것인가 (1)?

10MB, 20MB, 30MB 중 어디에 배치할 것인가?

 

Placement strategies (배치전략)

First fit (최초 적합)

• 충분한 크기를 가진 첫 번째 partition을 선택 (처음으로 만나는 알맞은 공간에 배치)
• Simple and low overhead
• 공간 활용률이 떨어질 수 있음 (16KB공백에 15KB를 넣는다고 하면 1KB 빈공간이 발생하는데 이 공간이 사용될 것 같지 않음 => 공간활용률이 떨어질 수 있음)

Best fit (최적 적합)

• 프로세스가 들어갈 수 있는 partition 중 가장 작은 곳 선택
• 탐색시간이 오래걸림 (모든 파티션을 다 살펴봐야 함) => overhead 가 크다..
• 크기가 큰 파티션을 유지할 수 있음
• 활용하기 적은 작은 크기의 파티션들이 많이 발생

Worst fit (최악 적합)

• 프로세스가 들어갈 수 있는 파티션 중 가장 큰 곳 선택
• 탐색시간이 오래 걸림 (모든 파티션을 살펴봐야 함)
• 작은 크기기의 파티션 발생을 줄일 수 있음
• 큰 크기의 partiotion 확보가 어려움 (큰 프로세스에게 필요한)

Next fit (순차 최초 적합)

• 최초 적합 전략과 유사
• State table에서 마지막으로 탐색한 위치부터 탐색
• 메모리 영역의 사용 빈도 균등화
• Low overhead

 

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External fragmentation issue 

프로세스가 들어오면 어디에 배치할 것인가 (2) ?

 

Coalescing holes (공간통합)

인접한 빈 영역을 하나의 파티션으로 통합

• 프로세스가 메모리를 release하고 나가면 수행함
• Low overhead
• 50MB의 프로그램이 실행되기 위해서 대기하고 있다가 30MB가 나가면 빈공간이 55MB가 되기 때문에 들어가서 실행할 수 있음

만약 프로그램이 빠르게 메모리상에 들어가고 싶을 때 해결 방법이 있다.

 

Storage Compaction (메모리 압축)

• 프로세스 처리에 필요한 적재 공간 확보가 필요할 때 수행

C와 E를 중지해서 빈공간을 없애기 위해 프로세스를 재배치 할 수 있다.

이때 프로세스를 중지하기 때문에 큰 오버헤드가 발생한다. (많은 시스템 자원을 소비)

자주해주면 좋지 않고 일정 기간, 또는 요청이 있을 때에만 수행한다. 

 

메모리 관리 요약

• Backgrounds
• Memory allocation
  
  • Continuous memory allocation
    
    • Uni programming
    • Multi programming
      
      • Fixed partition multi programming (FPM)
      • Variable partition multi programming (VPM)

 

운영체제를 공부하는 이유, 어디에 쓰는가?

19분부터..

https://www.youtube.com/watch?v=o1TB9NWvG9w&list=PLBrGAFAIyf5rby7QylRc6JxU5lzQ9c4tN&index=26&ab_channel=HPCLab.KOREATECH​

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본 포스트는 KOREATECH의 HPC LAB. Duksu Kim 교수님 OS강의를 기반으로 정리한 내용입니다.

상업적 의도가 아닌 공부한 것을 정리해 놓은 목적으로 게시한 포스트입니다. 

아래의 출처에서 자세한 내용을 수강하실 수 있습니다.

https://www.youtube.com/playlist?list=PLBrGAFAIyf5rby7QylRc6JxU5lzQ9c4tN

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