컴퓨터구조 - 주기억장치의 분할

주기억장치에 저장되는 프로그램

응용프로그램과 시스템 프로그램이 있다.

응용 프로그램 : 실행될 때만 주기억장치에 저장되었다가, 수행이 종료되면 다른 프로그램으로 대체되거나 삭제되고 전원이 꺼지면 삭제된다.

시스템 프로그램 : 컴퓨터가 구동을 시작해서 종료될 때까지 주기억장치에 유지

①시스템 프로그램 영역
   - 운영체제가 저장되는 곳을 상주 구역과 비상주 구역을 분류된다.
   - 상주 구역 : 언제라도 바로 실행될 수 있는 운영체제의 기본적인 기능 저장
                    자주 사용되는 사용되는 프로그램들이 기억되는 곳
   - 비상주 구역 : 자주 사용되지 않는 프로그램을 필요할 때만 보조기억장치에서 인출해 저장
                      처리가 끝나면 다른 프로그램이 다시 사용할 수 있는 구역

②사용자 응용프로그램 영역
   - 일반 프로그램이 기억되는 곳, 시스템 프로그램의 제어에 의해 동작
   - 여러 부분으로 분할해 독립된 프로그램을 기억
   - 다중 프로그래밍 방식으로 동작
   - 운영체제가 사용자 응용프로그램 각각의 독립된 영역을 보호해주는 기억 보호를 수행

 

사용자 응용프로그램 영역을 효율적으로 사용하기 위한 고려 사항

 주기억장치에 한 번에 몇 개의 프로그램을 적재할 것인지 고려
    - 한 개의 프로그램만 가능하게 하거나 여러 개의 프로그램을 함께 공존
 여러 개의 프로그램을 함께 적재할 때(각 프로그램에 할당되는 공간의 크기)
    - 동일하게 할지 다르게 할지 고려
 일정한 크기의 공간 할당
    - 해당 크기를 유지할지 상황에 따라 변경할지를 고려
    - 연속한 작은 공간들을 할당할지 한 덩어리의 커다란 공간을 할당할지를 고려

 

주기억장치를 할당하는 방법

①단일 사용자 할당 기법
운영체제가 차지하는 부분을 제외한 나머지 기억 공간을 한 사용자 응용프로그램이 독점 사용하도록 하는 기법
장점
   - 사용자에게 융통성을 최대한 제공
   - 최대의 단순성과 최소의 비용을 만족
   - 특별한 하드웨어가 없어도 되며, 운영체제 소프트웨어도 필요 없다.
단점
   - 사용자가 사용하는 이외의 부분은 낭비가 될 수 있다.
   - 입력과 출력을 수행하는 동안 중앙처리장치를 계속 쓸 수 없어 유휴 상태가 되므로 활용도가 매우 낮다.
   - 프로그램이 주기억장치의 용량보다 크면 수행시키기 어렵다.

②고정 분할 할당 기법
고정 크기의 분할된 구역을 고정 할당하는 방법
장점
   - 한 프로그램이 적재되고 남은 공간에 다른 프로그램을 적재하여 수행
   - 프로세서와 기억장치와 같은 자원의 활용도를 크게 향상
   - 동시에 여러 프로그램을 주기억장치에 적재하여 수행하는 다중 프로그래밍 기법이 가능하다.
단점
   - 할당되는 저장 공간이 작고 저장될 프로그램이 클 경우 : 프로그램이 작은 단윌 쪼개지는 단편화 문제가 발생
   - 프로그램과 할당된 분할 구역의 크기가 일치하지 않으면 : 남는 공간이 생긴다.(점유)

③가변 분할 할당 기법
a.기억 장소의 집약
   - 주기억장치를 검사하여 공백을 존재하는 빈 영역을 하나의 커다란 빈 영역을 만드는 방법
   - 운영체제는 사용 중인 블록을 한 곳에 모으고, 비어 있는 기억 장소를 하나의 커다란 공백으로 만든다.
   장점
      - 사용 가능한 큰 영역을 만들어 낭비를 줄일 수 있다.
   단점
      - 기억 장소를 집약하는 동안 시스템은 지금까지 수행해오던 일들을 일단 중지해야 하며, 집약하는데 시간 소모
      - 수행 중이던 프로그램과 데이터를 주기억장치 내의 다른 장소로 이동시키기 때문에 각 위치 수정

b.공백 영역을 찾는 알고리즘
   - 최초 적합 방법 : 여러 공백을 차례로 검색하다가 새로운 프로그램을 저장할 수 있을 만큼의 크기를 가진 공간을 최촐 찾으면 그 것에 할당
   - 최적 적합 방법 : 요구하는 크기보다 크면서 가장 크기가 비슷한 공간을 선택하여 할당. 매우 작은 공백만 생긴다는 장점
   - 최악 적합 방법 : 큰 부분을 찾아 할당. 프로그램이 할당되고 남은 공간이 비교적 크다면, 나머지 부분을 다른 프로그램에 할당하여 사용