[OS 운영 체제 기초] OS 운영 체제의 메모리 관리 방식 이해하기 - 운영 체제가 메모리를 어떻게 관리하는지

 

 

 

목차

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Ⅰ. 서론

1. 메모리 관리의 중요성
2. 포스팅의 목적

Ⅱ. 본론

1. 메모리 관리란 무엇인가?
2. 운영 체제의 메모리 관리 주요 개념
3. 메모리 관리 전략
4. 메모리 관리의 최신 기술

Ⅲ. 결론

 

 

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Ⅰ. 서론

 

메모리 관리의 중요성

 

 

컴퓨터 시스템의 성능은

메모리 관리에 크게 좌우됩니다.

 

메모리는 프로그램 실행, 데이터 저장,

그리고 시스템 안정성을 유지하는 데

필수적인 역할을 합니다.

 

효율적인 메모리 관리 없이는

시스템이 느려지거나 오류가 발생할 수 있습니다.

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포스팅의 목적

 

이 글에서는 운영 체제가 메모리를 어떻게 관리하는지,

주요 개념과 메커니즘을 중심으로 설명합니다.

 

이를 통해 메모리 관리의 중요성을 이해하고,

시스템 성능을 최적화하는 방법에 대한 실마리를 제공합니다.

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Ⅱ. 본론

 

메모리 관리란 무엇인가?

 

운영 체제의 메모리 관리는 컴퓨터의 물리적 및 가상 메모리를 효율적으로 할당, 추적, 해제하는 프로세스입니다.

역할:

• 프로그램 실행에 필요한 메모리 공간 제공.
• 여러 작업 간 메모리 자원 분배.
• 데이터의 무결성과 보안을 보장.

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운영 체제의 메모리 관리 주요 개념

 

가상 메모리 (Virtual Memory)

- 물리적 메모리가 부족할 때 하드 디스크를 임시 메모리로 활용.
- 프로그램이 실제 메모리 용량 이상으로 실행되도록 지원.
- 페이지 교체(Page Replacement) 알고리즘으로 효율적 관리.

 

페이징 (Paging)

- 메모리를 고정 크기의 블록(페이지)으로 나누어 관리.
- 각 페이지는 독립적으로 저장되어 메모리 단편화를 방지.

 

세그멘테이션 (Segmentation)

- 메모리를 논리적 단위(세그먼트)로 나눔.
- 코드, 데이터, 스택 등 다양한 세그먼트로 구분해 유연성 제공.

 

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메모리 관리 전략

 

1) 단편화(Fragmentation) 해결 방법

- 내부 단편화: 고정 크기 블록이 사용되지 않은 공간 낭비.
- 외부 단편화: 가용 공간이 분산되어 큰 메모리 요청을 처리하지 못함.
- 해결법: 압축(Compaction), 동적 메모리 할당 등.

 

2) 스와핑 (Swapping)

- 사용하지 않는 프로세스를 디스크로 내리고, 필요한 프로세스를 메모리에 올리는 기술.
- 시스템 성능 저하 가능성 존재.

 

3) 페이지 교체 알고리즘

- FIFO (First In First Out): 가장 오래된 페이지를 교체.
- LRU (Least Recently Used): 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지를 교체.
- Optimal: 앞으로 가장 오래 사용되지 않을 페이지를 교체(이론적 모델).

 

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메모리 관리의 최신 기술

 

NUMA (Non-Uniform Memory Access)

- 멀티코어 프로세서 환경에서 메모리 접근 속도를 최적화하는 기술.
- 코어와 메모리 간의 물리적 거리 최소화.

 

캐싱 (Caching)

- 고속 메모리(Cache)를 사용해 반복적으로 사용하는 데이터를 저장.
- 시스템 성능 향상.

 

컨테이너와 가상화 기술

- 클라우드 환경에서 메모리 자원을 효율적으로 분배.
- Docker와 Kubernetes 등에서 메모리 관리에 중점을 둠.

 

 

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Ⅲ. 결론

 

운영 체제의 메모리 관리 방식은

시스템 성능과 안정성을 좌우하는 중요한 요소입니다.

 

가상 메모리, 페이징, 세그멘테이션 같은 기술들은

메모리를 효율적으로 활용하기 위한 핵심 메커니즘입니다.

 

오늘날의 IT 환경에서는 이러한 메모리 관리 기법을 이해하는 것이

컴퓨터 성능 최적화와 문제 해결에 중요한 밑거름이 됩니다.

 

메모리 관리를 더욱 심화적으로 다루는 추가 포스팅도 예정되어 있으니 기대해주세요!

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