<div id="readability-page-1" class="page"><div><h2 id="메모리관리">메모리관리</h2>
<ul>
<li>체크포인트1: 디스크(파일시스템)는 전원이 off되더라도 파일이 저장되어 있는 공간</li>
<li>체크포인트2: 메모리에서 쪼개지는 단위 = <a href="https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%8E%98%EC%9D%B4%EC%A7%95">페이지</a></li>
</ul>
<h2 id="memory-lifecycle과-process">Memory LifeCycle과 Process</h2>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111898401-24e33000-8a69-11eb-9666-11e126821d8b.png">
- 디스크에 실행파일이 저장되어 있고, 휘발성 기억장치인 메모리는 비어있음
<img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111898412-36c4d300-8a69-11eb-8611-4910819e7a43.png"></p><ul>
<li>컴퓨터의 전원을 켜면 메모리에 운영체제가 올라감</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111898443-71c70680-8a69-11eb-949a-e0e9003fdc9a.png"></p><ul>
<li>디스크(파일시스템)의 실행파일A, 실행파일B를 작동시키면 메모리에 프로세스A, 프로세스B로 올라감</li>
<li>이 과정이 일반적으로 우리가 알고 있는 프로그램의 작동과정</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111898465-8efbd500-8a69-11eb-9b8b-31e3ea2cfd43.png"></p><ul>
<li>사실 실행파일은 바로 메모리에 프로세스로 올라가는 것이 아니고 먼저 가상메모리에 올라가게 됨</li>
<li>그리고 가상메모리에서 실제로 사용이 필요한 부분만 물리적인 메모리로 이동하여 처리</li>
<li>그렇게 하지 않고 바로 물리적인 메모리로 프로그램을 올리게 된다면 사용하지도 않을 부분이 메모리를 차지하여 메모리를 낭비할 수도 있음</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111898876-12b6c100-8a6c-11eb-9b87-a992ba6d47ca.png"></p><ul>
<li>이 때 메모리의 사용량이 가득차게 되면 메모리를 차지하고 있는 무언가를 쫓아내서 다시 디스크(스왑영역)로 보냄</li>
<li>디스크(스왑영역은)는 메모리의 연장공간으로, 일단은 디스크이기 때문에 전원이 꺼지더라도 정보가 저장 됨</li>
<li>프로세스, 메모리는 전원이 꺼지면 모든 정보가 날라가기 때문에 디스크(스왑영역)의 정보들은 의미없는 정보 됨</li>
</ul>
<h2 id="memory-mangement">Memory Mangement</h2>
<ul>
<li>그렇다면 가득차있는 메모리에 추가 정보가 들어왔을 때, 어떤 페이지를 쫓아내는 것일까?</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111899080-945b1e80-8a6d-11eb-9680-31d16d08a1db.png"></p><ul>
<li>CPU가 요청한 페이지 순서가 [1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 4, 5]라고 가정</li>
<li>메모리는 [0, 0, 0, 0, 운영체제] 현재 4공간이 사용가능하다고 가정</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111899114-cb313480-8a6d-11eb-880c-739e9276f98f.png"></p><ul>
<li>이때 CPU의 요청을 받고 운영체제는 디스크 컨트롤러에 요청하여 디스크로부터 1페이지를 메모리에 올림 [1, 0, 0, 0, 운영체제].</li>
<li>그 이후 1페이지 처리요청에 대해서는 메모리에 올라와있는 1페이지를 가져오면 되기 때문에 디스크에 요청해서 읽어올 필요가 없음</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111899122-dab07d80-8a6d-11eb-85ee-9402f7e73c9f.png"></p><ul>
<li>2페이지를 요청하면 [1, 2, 0, 0, 운영체제] 디스크로부터 2페이지를 메모리로 올리고</li>
</ul>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111899129-eac85d00-8a6d-11eb-9c99-2524b62d276f.png"></p><ul>
<li>
<p>그 다음 3, 4를 올리면 [1, 2, 3, 4, 운영체제]와 같이 메모리가 가득차게 됨</p>
</li>
<li>
<p>이제 5번을 메모리로 올리기 위해 운영체제는 메모리에서 어떤 페이지를 쫓아내야 할까?</p>
</li>
<li>
<p>기본적인 작동방식은 디스크로부터 페이지를 다시 메모리로 올리는 작업을 하지 않기 위해 앞으로 CPU가 요청하지 않을 것 같은 페이지를 쫓아내는 방식으로 작동함</p>
</li>
</ul>
<p>문제는 그렇다면 미래에 어떤 페이지가 필요하지 않을지 알 수 있을까? 미래를 예측하는 방법은 과거를 살펴보고 예측하는 방법밖에 없다. 따라서 운영체제도 과거를 살펴보고 다시 사용되지 않을 것 같은 페이지를 쫓아낸다. 미래 예측 방식에는 LRU와 LFU가 있다.</p>
<h2 id="lruleast-recently-used">LRU(Least Recently Used)</h2>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111899142-fae03c80-8a6d-11eb-8f62-45b2ad177a6f.png"></p><ul>
<li>LRU는 가장 오래 전에 참조된 페이지를 삭제하는 방식</li>
<li>LRU 방식으로 메모리를 관리하면 1번 페이지를 쫓아냄</li>
<li>LRU는 최근에 사용된 페이지가 다시 사용될 확률이 높고, 가장 오래 전에 사용한 페이지가 다시 사용될 가능성이 낮다고 생각하고 작동</li>
</ul>
<h2 id="lfuleast-frequently-used">LFU(Least Frequently Used)</h2>
<p><img src="https://user-images.githubusercontent.com/74946802/111899145-fddb2d00-8a6d-11eb-8c62-c17ec1eb5455.png"></p><ul>
<li>반면에 LFU는 가장 적게 사용된 페이지를 쫓아냄</li>
<li>따라서 LFU는 4번을 삭제</li>
<li>LFU는 과거에 많이 사용된 페이지는 또 사용될 가능성이 높고, 적게 사용된 페이지는 다시 사용될 가능성이 낮다고 생각하고 작동</li>
</ul>
<p>어떤 방식이든 장단점이 있기 때문에, 현재에도 두 방식의 단점을 모두 극복하기 위한 메모리 관리 방식이 연구되고 있다.</p></div></div>

PS & Algorithm

WooSeok Suh

메모리관리
체크포인트1: 디스크(파일시스템)는 전원이 off되더라도 파일이 저장되어 있는 공간
체크포인트2: 메모리에서 쪼개지는 단위 = 페이지
Memory LifeCycle과 Process
컴퓨터의 전원을 켜면 메모리에 운영체제가 올라감
디스크(파일시스템)의 실행파일A, 실행파일B를 작동시키면 메모리에 프로세스A, 프로세스B로 올라감
이 과정이 일반적으로 우리가 알고 있는 프로그램의 작동과정
사실 실행파일은 바로 메모리에 프로세스로 올라가는 것이 아니고 먼저 가상메모리에 올라가게 됨
그리고 가상메모리에서 실제로 사용이 필요한 부분만 물리적인 메모리로 이동하여 처리
그렇게 하지 않고 바로 물리적인 메모리로 프로그램을 올리게 된다면 사용하지도 않을 부분이 메모리를 차지하여 메모리를 낭비할 수도 있음
이 때 메모리의 사용량이 가득차게 되면 메모리를 차지하고 있는 무언가를 쫓아내서 다시 디스크(스왑영역)로 보냄
디스크(스왑영역은)는 메모리의 연장공간으로, 일단은 디스크이기 때문에 전원이 꺼지더라도 정보가 저장 됨
프로세스, 메모리는 전원이 꺼지면 모든 정보가 날라가기 때문에 디스크(스왑영역)의 정보들은 의미없는 정보 됨
Memory Mangement
그렇다면 가득차있는 메모리에 추가 정보가 들어왔을 때, 어떤 페이지를 쫓아내는 것일까? 
CPU가 요청한 페이지 순서가 [1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 2, 4, 5]라고 가정
메모리는 [0, 0, 0, 0, 운영체제] 현재 4공간이 사용가능하다고 가정
이때 CPU의 요청을 받고 운영체제는 디스크 컨트롤러에 요청하여 디스크로부터 1페이지를 메모리에 올림 [1, 0, 0, 0, 운영체제].
그 이후 1페이지 처리요청에 대해서는 메모리에 올라와있는 1페이지를 가져오면 되기 때문에 디스크에 요청해서 읽어올 필요가 없음
2페이지를 요청하면 [1, 2, 0, 0, 운영체제] 디스크로부터 2페이지를 메모리로 올리고
그 다음 3, 4를 올리면 [1, 2, 3, 4, 운영체제]와 같이 메모리가 가득차게 됨
이제 5번을 메모리로 올리기 위해 운영체제는 메모리에서 어떤 페이지를 쫓아내야 할까? 
기본적인 작동방식은 디스크로부터 페이지를 다시 메모리로 올리는 작업을 하지 않기 위해 앞으로 CPU가 요청하지 않을 것 같은 페이지를 쫓아내는 방식으로 작동함
문제는 그렇다면 미래에 어떤 페이지가 필요하지 않을지 알 수 있을까? 미래를 예측하는 방법은 과거를 살펴보고 예측하는 방법밖에 없다. 따라서 운영체제도 과거를 살펴보고 다시 사용되지 않을 것 같은 페이지를 쫓아낸다. 미래 예측 방식에는 LRU와 LFU가 있다. 
LRU(Least Recently Used)
LRU는 가장 오래 전에 참조된 페이지를 삭제하는 방식
LRU 방식으로 메모리를 관리하면 1번 페이지를 쫓아냄
LRU는 최근에 사용된 페이지가 다시 사용될 확률이 높고, 가장 오래 전에 사용한 페이지가 다시 사용될 가능성이 낮다고 생각하고 작동
LFU(Least Frequently Used)
반면에 LFU는 가장 적게 사용된 페이지를 쫓아냄
따라서 LFU는 4번을 삭제
LFU는 과거에 많이 사용된 페이지는 또 사용될 가능성이 높고, 적게 사용된 페이지는 다시 사용될 가능성이 낮다고 생각하고 작동
어떤 방식이든 장단점이 있기 때문에, 현재에도 두 방식의 단점을 모두 극복하기 위한 메모리 관리 방식이 연구되고 있다.

[OS] 3. 운영체제의 역할 - 메모리 관리

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