가상기억장치
[virtual memory]가상 기억 장치는 주기억장치보다 용량이 큰 프로그램을 실행하기 위해 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하는 운영체제의 핵신 기능 중 하나이다.
이 장치는 운영체제가 관리하는 논리적인 영역으로 CPU가 직접 접근할 수 있는 주소 공간 크기를 확대 시키는 기법이자 하드디스크 저장 공간 일부를 램처럼 사용하여 실제로 존재하지 않는 메모리를 마치 존재하는 것처럼 보이게 만드는 기술이다.
가상 기억 장치는 주기억장치의 용량 한계를 극복하기 위해 개발된 기술이다. 주기억장치는 컴퓨터에서 프로그램 실행에 필요한 데이터와 명령어들을 임시로 저장하는 공간으로, 용량이 제한적이기 때문에 큰 프로그램을 실행할 수 없다. 하지만 가상 기억 장치는 보조기억장치의 일부를 주기억장치처럼 사용하여 용량이 큰 프로그램을 실행할 수 있도록 해준다.
가상 기억 장치는 프로그램을 여러 개의 작은 블록으로 나누어 가상기억장치에 저장해 둔 뒤에 필요한 블록만 주기억장치에 할당하여 처리하는 방식으로 작동한다. 이를 통해 주기억장치의 이용률과 다중 프로그램의 효율을 높일 수 있으며, 연속 할당 방식에서 발생할 수 있는 단편화를 해결할 수 있다.
블록의 종류에 따라 페이징 기법과 세그먼테이션 기법으로 나눌 수 있다. 페이징 기법은 가상기억장치에 보관되어 있는 프로그램과 주기억장치의 영역을 동일한 크기로 나눈 후 나눠진 프로그램(페이지)을 동일하게 나눠진 주기억장치의 영역(페이지 프레임)에 적재하는 기법이다. 외부 단편화는 발생하지 않지만, 내부 단편화는 발생할 수 있다. 페이지의 위치정보를 저장하는 페이지 맵 테이블을 사용해야 하므로 비용이 증가하고, 페이지 교체 알고리즘을 구현해야 한다는 단점이 있다.
세그먼테이션 기법은 프로그램을 논리적인 단위인 세그먼트로 나누어 주기억장치에 적재하는 기법이다. 세그먼트의 크기는 다양하며, 크기가 큰 세그먼트는 여러 개의 페이지로 나누어질 수 있다. 이 기법은 페이징 기법에 비해 구현이 쉬우며, 메모리의 사용 효율이 높다는 장점이 있다. 하지만 세그먼트의 크기가 다르기 때문에 내부 단편화가 발생할 수 있으며, 세그먼트의 위치정보를 저장하는 세그먼트 맵 테이블을 사용해야 하므로 비용이 증가한다는 단점이 있다.