가상 메모리란 무엇인가요?
가상 메모리(Virtual Memory) 는 프로세스가 메모리 외부에서 실행될 수 있도록 하는 매우 유용한 메모리 관리 기술이다.
실제 메모리 크기와 상관없이 메모리를 이용할 수 있도록 가상의 메모리 주소를 사용하는 방법이다.
가상 메모리는 물리 메모리보다 큰 프로세스나 여러 개의 작은 프로세스들을 동시에 실행 시켜, 사용자나 응용 프로그램의 무한대의 메모리가 있다고 느끼도록 하는 것이다.
실행 프로그램이 실제 메모리에 맞지 않을 때 특히 사용된다.
가상 메모리의 주요 기능
메모리 관리의 단순화
각 프로세스마다 가상 메모리의 통일된 주소 공간을 배정할 수 있으므로 메모리 관리가 단순해진다.
메모리 용량 및 안정성 보장
한정된 공간의
RAM이 아닌 거의 무한한 가상 메모리 공간을 배정함으로써 프로세스들끼리 메모리 침범이 일어날 여지를 크게 줄인다.
가상 주소 공간
가상 메모리와 가상(논리) 주소 공간(Virtual Address Space)은 다른 개념이다.
가상 주소 공간은 각 프로세스 당 주어지는 논리적인 공간이다.
가상 주소 공간의 크기는 물리 메모리(
RAM)의 크기와는 독립적이며, 레지스터 크기에 종속적이다.
가상 주소 공간의 구조(프로세스 당)
Stack : 함수 실행 시 저장, 종료 시 반환
Unused Address Space : 필요할 경우(런타임 간 저장, 원할 때 반환)
Heap : 런타임 간 저장, 원할 때 반환
Data & BSS : 컴파일 시 저장, 프로그램 종료 시 반환
Instruction(Code or Text) : 컴파일 시 저장, 프로그램 종료 시 반환
가상 주소 공간 관리
프로세스의 주소 공간은 페이지(
page) 단위로 관리된다.가상 주소 공간의 주소를 논리 주소라고 하는데, 모든 논리 주소가 반드시 물리 메모리의 물리 주소로 할당받는 것은 아니다.
가상 주소 공간의 페이지가 물리 주소에 할당되지 않는 경우
필요할 때 물리 주소 할당 받는 경우
접근 금지 페이지로 남겨둔 경우
사용되지 않은(
unused) 논리 주소인 경우
Process Life Cycle 중에 동시에 전체의 Data나 Instruction이 필요한 것이 아니기 때문에 필요할 때 물리 주소를 할당받고 반환하면 메모리를 효율적으로 사용할 수 있다.
참고
Last updated