Memory(메모리)
메모리란 프로그램과 프로그램 수행에 필요한 데이터 및 코드를 저장하는 장치로 크게 내부 기억 장치인 주기억장치와 외부 기억장치인 보조 기억장치로 분류된다.
메모리 주소
메모리 주소는 메모리에 저장된 데이터를 식별하기 위한 값으로, 물리 주소와 논리 주소로 구분된다.
물리 주소: 하드웨어가 직접 사용하는 주소
논리 주소: 프로그램이 사용하는 주소
여기서 CPU가 이해하는 주소는 논리 주소인데, 물리 주소를 논리 주소로 변환하기 위해 MMU(Memory Management Unit)가 사용된다.
Memory Management Unit(MMU)
CPU가 주기억장치에 접근하는 것을 관리하는 장치로, 일반적으로는 CPU의 일부분으로 구성되며 별도의 칩으로 사용되는 경우도 있음
MMU의 주요 역할
| 주요역할 | 특징 |
|---|---|
주소변환 | CPU가 보내온 가상 주소를 실제의 물리적 주소로 변환 |
동적적재 | 실행에 반드시 필요한 프로그램과 데이터를 적재하는 OS 주요 기능 지원 |
캐시통제 | 캐시 가능한 영역과 불가능한 영역 분리하여 관리 |
권한통제 | 사용자 프로그램에서 커널 영역 침범 차단 |
읽기/쓰기보호 | 읽기/쓰기 가능 여부 영역 관리 |
메모리보호 | 각 프로세스들이 별도의 분리된 영역에서 운용되도록 통제 / 상한 레지스터 보다 큰 값이 오는 경우도 체크 |
캐시 메모리
캐시 메모리는 CPU와 주기억장치 사이에 위치하여 주기억장치의 느린 속도를 보완하기 위해 사용되는 메모리로, CPU가 주기억장치에 접근할 때 캐시 메모리에 해당 데이터가 있는지 확인하고 있으면 캐시 메모리에서 데이터를 가져오고(= 캐시 히트) 반대로 없는 경우에는 주기억장치에서 데이터를 가져온다(= 캐시 미스).
캐시 적중률
캐시 히트가 발생한 비율로 캐시 히트 횟수 / (캐시 히트 횟수 + 캐시 미스 횟수)로 계산하여 일반 컴퓨터 기준 85~95% 정도의 적중률을 보인다.
때문에 캐시 적중률을 높이기 위해, CPU가 메모리에 접근할 때 주된 경향을 바탕으로 접근하게 된다.(= 참조 지역성의 원리)
CPU는 최근에 접근했던 메모리 공간에 다시 접근할 확률이 높다.(= 시간 지역성)
변수는 일반적으로 한 번만 사용되지 않고 여러 번 사용됨
CPU는 메모리 공간을 접근할 때 그 공간과 인접한 공간에 접근할 확률이 높다.(= 공간 지역성)
프로그램은 보통 관련 데이터들끼리 모여있는 경우가 많음
참고자료
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