[7주차] Virtual Memory Management: SW components

Virtual Memory Management: SW components

SoftWare Components: 개요

✔ 가상 메모리 성능 향상을 위한 관리 기법들

• Allocation Strategies (할당 기법)
• Fetch Strategies
• Placement Strategies(배치 기법)
• Replacement Strategies (교체 기법)
• Cleaning Strategies (정리 기법)
• Load Control Strategies (부하 조절 기법)

Alloctaion Strategies

✔ 각 프로세스에게 메모리를 얼마만큼 줄 것인가?

• Fixed Alloctaion(고정 할당)
  • 프로세스의 실행 동안 고정된 크기의 메모리 할당
• Variable allocation(가변 할당)
  • 프로세스의 실행동안 할당하는 메모키리의 크기가 유동적

✔ 고려 사항

• 프로세스 실행에 필요한 메모리 양을 예측해야 한다
• 너무 큰 메모리 할당
  • 메모리가 낭비 된다
• 너무 적은 메모리 할당
  • Page fault rate 상승
  • 시스템 성능 저하

Fetch Strategies

✔ 특정 page를 메모리에 언제 적재할 것인가

• Demain fetch(demand paging)
  • 프로세스가 참조하는 페이지들만 적재
  • page fault overhead
• Anticipatory fetch(pre-paging)
  • 참조될 가능성이 높은 page 예측
  • 가까운 미래에 참조될 가능성이 높은 page를 미리 적재
  • 예측 성공 시, page fault overhead가 없다
  • Prediction overhead(Kernel 개입)
  • Hit ratio에 민감

✔ 실제 대부분의 시스템은 Demand Fetch 기법 사용

• 일반적으로 준수한 성능
• Anticipatory fetch
  • Prediction overhead, 잘못된 예측 시 자원 낭비가 큼

✔ Anticipatory fetch 기법은 일반적인 운영체제보다 개인이 시스템/프로그램 설계시 적용 가능

Placement Strategies

✔ Page/segment를 어디에 적재할 것인가
✔ Paging system에는 불필요

✔ Segmentation system에서의 배치 기법

• First-fit
• Best-fit
• Worst-fit
• Next-fit

Replacement Strategies

✔ 새로운 page를 어떤 page와 교체 할 것인가 (빈 page frame이 없는 경우)

• Fixed allocation
• Variable allocation

Cleaning Strategies

✔ 변경된 page를 언제 write-back 할 것인가?

• 변경된 내용을 swap device에 반영
• Demand cleaning
  • 해당 page에 메모리에서 내려올 때 write back
• Anticipatory cleaning(pre-cleaning)
  • 더 이상 변경될 가능성이 없다고 판단 할 때, 미리 write-back
  • Page 교체 시 발생하는 write-back 시간 절약
  • Write-back 이후, page 내용이 수정되면 overhead!

✔ 실제 대부분의 시스템은 Demand Fetch 기법 사용

• 일반적으로 준수한 성능
• Anticipatory fetch
  • Prediction overhead, 잘못된 예측 시 자원 낭비가 큼

Load Control Strategies

✔ 시스템의 multi-programming degree 조절

• Allocation strategies와 연계

null

✔ 적정 수준의 multi-programming degree를 유지해야 한다

• Plateau(고원) 영역으로 유지
• 저부하 상태(Under-loaded)
  • 시스템 자원 낭비, 성능 저하
• 고부하 상태(Over-loaded)
  • 자원에 대한 경젱 심화, 성능 저하
  • Thrashing(스레싱)현상 발생
    • 과도한 page fault