운영체제 챕터8 레포트 과제제출 시험대비

문서 내 토픽

1. 요구 페이징

요구 페이징의 이슈에는 페이지 부재, 유효 접근 시간, 페이지 대치 등이 있다. 페이지 부재를 해결하기 위해 FIFO(선입선출 대치)와 OPT(최적 페이지 대치) 알고리즘이 있다. FIFO는 이해와 구현이 쉬운 반면 성능이 좋지 않을 수 있고, OPT는 이상적인 알고리즘이지만 현실적인 구현이 어렵다. 이를 보완한 LRU(최소 사용 대치) 알고리즘은 과거 데이터를 이용해 미래를 예측하는 통계적 개념으로, 과거 오랫동안 사용하지 않은 페이지를 대치한다.
2. 페이징 시스템

페이징 시스템은 가상주소, 페이지 테이블, 물리적주소로 구성된다. 논리적 주소는 26비트로 구성되고, 프레임 크기는 2^10바이트이다. 물리주소에서 프레임을 나타내는 비트는 22개이며, 페이지 테이블에는 2^16개의 항목이 있고 각 항목은 23비트로 구성된다.
3. 스레싱

프로세스가 필요한 프레임 수를 확보하지 못하면 페이지 부재가 빈번하게 발생하여 스레싱 현상이 나타난다. 이 경우 CPU 이용률이 떨어지고 새로운 프로세스가 추가되어 더 많은 페이지 부재와 페이징 대기 시간이 발생하여 시스템 처리율이 낮아진다. 운영체제는 페이지 부재율을 상한값과 하한값 사이로 유지하기 위해 프로세스에 프레임을 동적으로 할당하거나 회수한다.

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1. 요구 페이징

요구 페이징은 운영 체제에서 메모리 관리를 위한 중요한 기술입니다. 이 기술은 프로세스가 필요한 메모리 페이지만 로드하여 메모리 사용을 최적화합니다. 이를 통해 프로세스는 필요한 메모리만 사용할 수 있으며, 전체 메모리 용량을 효율적으로 활용할 수 있습니다. 또한 요구 페이징은 프로세스가 필요한 메모리 페이지를 동적으로 로드하므로 메모리 사용의 유연성을 높입니다. 이는 특히 메모리가 제한적인 환경에서 중요한 역할을 합니다. 다만 요구 페이징은 페이지 폴트 처리에 따른 오버헤드가 발생할 수 있으므로, 이를 최소화하기 위한 최적화 기법이 필요합니다.
2. 페이징 시스템

페이징 시스템은 운영 체제에서 메모리 관리를 위한 핵심 기술입니다. 이 시스템은 프로세스의 가상 메모리 공간을 고정 크기의 페이지로 나누고, 이를 물리 메모리에 매핑하여 관리합니다. 이를 통해 프로세스는 연속적인 가상 메모리 공간을 사용할 수 있으며, 운영 체제는 물리 메모리를 효율적으로 활용할 수 있습니다. 또한 페이징 시스템은 메모리 보호, 공유 메모리, 가상 메모리 등의 기능을 제공하여 운영 체제의 안정성과 효율성을 높입니다. 다만 페이징 시스템은 페이지 폴트 처리, 페이지 교체 알고리즘 등의 복잡성이 있어 이를 효과적으로 관리하는 것이 중요합니다.
3. 스레싱

스레싱은 운영 체제에서 메모리 관리 문제로 인해 발생하는 심각한 성능 저하 현상입니다. 이는 프로세스가 필요한 메모리 페이지를 물리 메모리에 로드하지 못하고 디스크에서 계속 페이지를 가져와야 하는 상황이 발생할 때 나타납니다. 이로 인해 프로세스의 실행이 지연되고 전체 시스템 성능이 크게 저하됩니다. 스레싱을 해결하기 위해서는 메모리 관리 정책을 개선하거나 물리 메모리 용량을 늘리는 등의 방법이 필요합니다. 또한 프로세스 간 메모리 사용량을 균형있게 조절하는 것도 중요합니다. 스레싱은 운영 체제 성능에 심각한 영향을 미치므로 이를 방지하고 관리하는 것이 매우 중요합니다.