페이징 기법(1)

외부 단편화로 인한 메모리 낭비가 심하다. Compaction을 사용하면 외부 단편화는 해결할 수 있지만,

그로 인해 발생하는 오버헤드와 비효율적인 성능으로 사용하기는 어렵다. 그 이후에 연구를 통해 나온 것이 페이징이다.

페이징은 hole을 가지고 해결하려 한 것이 아니라 프로세스를 작은 크기로 나눠서 외부 단편화를 해결하려고 하였다.

하나의 프로세스는 연속적인 동작을 수행하는데 이를 작은 조각으로 나누어서 여기저기 흩어진다면 프로세스가 정상적으로 동작할까?

메모리상에 여러 곳에 흩어진 프로세스를 수행하기 위해 CPU를 속여야한다.

이전 다중프로그래밍을 살펴봤을 때 MMU를 통해 논리 주소와 물리 주소를 나눠서 사용한다고 했었다. 이 역시 CPU를 속이는 행동이다.

실제 메모리는 전혀 연속적이지 않는데, CPU는 연속적으로 사용하고 있다는 것을 보장받으며 정상적으로 수행한다.

페이징으로 작은 크기로 나눈 것도 위와 같은 방법으로 할 수 있다. 만약 50byte 크기의 프로세스가 있다고 하자. 페이징의 크기는 각 10byte로 나눈다

그럼 5개의 페이지로 나눌수있으며 메인메모리 5곳에 나눠서 할당할수있다.

CPU는 논리 주소로 프로그램이 설정한대로 연속적인 주소값으로 명령을 내리고 이는 메모리로 가기전에

각 페이지의 실제 메모리 주소가 저장되어 있는 테이블에서 물리 주소로 변경되어야 한다.

프로세스를 나눈 조각을 page 라 하고, 메모리를 나눈 조각을 frame 이라 한다. 

프로세스는 페이지의 집합이고, 메모리는 프레임의 집합이다. 

프로세스를 정상적으로 사용하기 위해 MMU의 재배치 레지스터를 여러개 사용해서 위의 그림과 같이 각 페이지의 실제 주소로 변경해준다. 

이러한 여러 개의 재배치 레지스터를 페이지 테이블(Page Table) 이라 한다.

출처 : https://velog.io/@codemcd/%EC%9A%B4%EC%98%81%EC%B2%B4%EC%A0%9COS-13.-%ED%8E%98%EC%9D%B4%EC%A7%95