[운영체제] 페이지 교체와 프레임 할당

안녕하세요, 혼자 공부하는 컴퓨터 구조 + 운영체제를 공부하고 학습한 자료를 남깁니다.

• 들어가며

• 페이지 교체 알고리즘

어떤 페이지를 교체해야 할지 결정하는 방법(알고리즘)이 페이지 교체 알고리즘

페이지 폴트가 발생하면 보조기억장치에 다시 접근을 해야하기 때문에 이를 줄여야 한다.

이를 생략해서

이렇게 반복되는 페이지를 생략하고 CPU의 페이지 참조를 생략한다. 이를 페이지 참조열로 간주한다.

프레임에 가장 오래 머물렀던 페이지를 내쫓고 필요한 페이지를 불러오게 됩니다.

• FIFO의 문제점

프로그램 실행 내내 사용될 페이지는 먼저 적재되었다고 해서 내쫓겨서는 안 된다.

• 최적 페이지 교체 알고리즘

• 스래싱과 프레임 할당

프레임이 정해져 있기 때문에 메모리가 큰 컴퓨터가 성능이 더 좋다.

CPU가 쉴새없이 프로세스를 실행해야지, 페이지 교체에 너무 많은 시간을 소모하면 성능이 전체적으로 저하된다. 이를 스래싱이라고 한다.

스래싱은 굉장히 큰 컴퓨터 성능의 저하를 불러올 수 있다.

멀티프로그래밍의 정도는 메모리에 동시에 실행되는 프로세스의 수

동시에 실행되고 있는 프로세스의 수가 많다고 해서 CPU의 이용률이 높아지는 것은 아니다. 성능이 좋아지는 것은 아니다. 어느 정도까지는 CPU가 쉴새없이 일을 수행하지만 그 기준을 넘기면 CPU의 이용률이 현저히 떨어진다. 이 지점이 스래싱이 발생한 지점이다.

최소한의 프레임수를 파악하고 이를 프로세스들에게 할당을 해주어야 합니다.

• 프레임 할당 방법(1) - 균등 할당

• 프레임 할당 방법(2) - 비례 할당

균등 할당과 비례 할당은 정적 할당 방식 (크기만을 고려한 할당 방식)

• 프레임 할당 방법(3) - 작업 집합 모델

CPU가 어떤 메모리를 참조할 때는 비슷한 구역을 참조한다. 100개의 페이지가 있다면 집중적으로 참조를 하지 전부 참조하지는 않는다. CPU가 특정 시간동안 주로 참조한 패이지 개수 만큼만 참조한다.

3초 동안 7개의 페이지를 집중적으로 참조한다면, 순간적으로 7개의 페이지에게 프레임을 할당해 주는 것이다.

t = t1일 때 작업 집합 = {5, 6, 7} 

따라서 할당될 프레임은 3개이다.

반비례 관계를 보이는 것을 볼 수 있다.

상한선과 하한선으로 척도를 측정할 수 있다.

 

작업 집합 모델, 페이지 폴트 빈도는 실행하는 과정을 보고 프레임을 할당한다. 그래서 동적 할당 방식이라고 부른다.

 

감사합니다.

참고 url - https://www.youtube.com/watch?v=nF26uioM6zU&list=PLYH7OjNUOWLUz15j4Q9M6INxK5J3-59GC&index=42