4-3-5장. 주기억장치 할당 기법 - C

주기억장치 할당의 개념

주기억장치 할당 기법은 프로그램이나 데이터를 실행시키기 위해 주기억장치에 어떻게 할당할 것인지에 대한 내용이며, 연속 할당 기법과 분산 할당 기법으로 분류할 수 있다.

 

• 연속 할당 기법 : 프로그램을 주기억장치에 연속으로 할당하는 기법으로, 단일 분할 할당 기법과 다중 분할 할당 기법이 있다.

  • 단일 분할 할당 기법 : 오버레이, 스와핑

  • 다중 분할 할당 기법 : 고정 분할 할당 기법, 동적 분할 할당 기법

• 분산 할당 기법 : 프로그램을 특정 단위의 조각으로 나누어 주기억장치 내에 분산하여 할당하는 기법으로, 페이징 기법과 세그먼테이션 기법으로 나눌 수 있다.

단일 분할 할당 기법

단일 분할 할당 기법은 주기억장치를 운영체제 영역과 사용자 영역으로 나누어 한 순간에는 오직 한 명의 사용자만이 주기억장치의 사용자 영역을 사용하는 기법이다.

 

• 가장 단순한 기법으로 초기의 운영체제에서 많이 사용하던 기법

• 운영체제를 보호하고, 프로그램이 사용자 영역만을 사용하기 위해 운영체제 영역과 사용자 영역을 구분하는 경계 레지스터가 사용

• 프로그램의 크기가 작을 경우 사용자 영역이 낭비될 수 있음

• 초기에는 주기억장치보다 큰 사용자 프로그램은 실행할 수 없었으나 오버레이 기법을 사용하면서 이 문제가 해결되었음

오버레이(Overlay) 기법

오버레이 기법은 주기억장치보다 큰 사용자 프로그램을 실행하기 위한 기법이다.

 

• 보조기억장치에 저장된 하나의 프로그램을 여러 개의 조각으로 분할한 후 필요한 조각을 차례로 주기억장치에 적재하여 프로그램을 실행

• 프로그램이 실행되면서 주기억장치의 공간이 부족하면 주기억장치에 적재된 프로그램의 조각 중 불필요한 조각이 위치한 장소에 새로운 프로그램의 조각을 중첩(Overlay)하여 적재

• 프로그램을 여러 개의 조각으로 분할하는 작업은 프로그래머가 수행해야 하므로 프로그래머는 시스템 구조나 프로그램 구조를 알아야 함

스와핑(Swapping) 기법

스와핑 기법은 하나의 프로그램 전체를 주기억장치에 할당하여 사용하다 필요에 따라 다른 프로그램과 교체하는 기법이다.

 

• 주기억장치에 있는 프로그램이 보조기억장치로 이동되는 것을 Swap Out, 보조기억장치에 있는 프로그램이 주기억장치로 이동되는 것을 Swap In이라고 함

• 하나의 사용자 프로그램이 완료될 때까지 교체 과정을 여러 번 수행할 수 있음

• 가상기억장치의 페이징 기법으로 발전

다중 분할 할당 기법

고정 분할 할당(Multiple contiguous Fixed parTition allocation, MFT) 기법

= 정적 할당(Static Allocation) 기법

고정 분할 할당은 프로그램을 할당하기 전에 운영체제가 주기억장치의 사용자 영역을 여러 개의 고정된 크기로 분할하고 준비상태 큐에서 준비중인 프로그램을 각 영역에 할당하여 수행하는 기법이다.

 

• 프로그램을 실행하려면 프로그램 전체가 주기억장치에 위치해야 함

• 프로그램이 분할된 영역보다 커서 영역 안에 들어갈 수 없는 경우가 발생할 수 있음

• 일정한 크기의 분할 영역에 다양한 크기의 프로그램들이 할당되므로 내부 단편화 및 외부 단편화가 발생하여 주기억장치의 낭비가 많음

• 실행할 프로그램의 크기를 미리 알고 있어야 함

• 다중 프로그래밍을 위해 사용되었으나 현재는 사용되지 않음

가변 분할 할당(Multiple contiguous Variable parTition allocation, MVT) 기법

= 동적 할당(Dynamic Allocation) 기법

고정 분할 할당 기법의 단편화 문제를 줄이기 위한 것으로, 미리 주기억장치를 분할해 놓는 것이 아니라 프로그램을 주기억장치에 적재하면서 필요한 만큼의 크기로 영역을 분할하는 기법이다.

 

• 주기억장치를 효율적으로 사용할 수 있으며, 다중 프로그래밍의 정도를 높일 수 있음

• 고정 분할 할당 기법에 비해 실행될 프로세스 크기에 대한 제약이 적음

• 단편화를 상당 부분 해결할 수 있으나 영역과 영역 사이의 단편화가 발생될 수 있음