[정보보안산업기사] 시스템 보안_컴퓨터 시스템 3

1. 캐시 메모리 일관성(Cache coherence)

일관성 유지 메커니즘

멀티프로세서 환경에서 각 프로세서가 캐시를 보유하며 캐시에 로드된 데이터를 벼경한 경우 주기억장치의 데이터와 동일하게 유지됨

2. 캐시 불일치

캐시 쓰기 정책

불일치 상황을 설명하기 전 캐시 쓰기 정책은 두가지로 나누어 진다.

Write-Through 정책

모든 쓰기를 캐시와 메모리에 동시에 쓴다.

Write-Back 정책

캐시에 우선 반영 후 메모리에 쓴다. 캐시 라인이 교체시에만 메모리에 쓴다.

Write-back 정책 사용 가정시 발생하는 불일치

첫번째 프로세서의 값을 2로 갱신하였을 때, 캐시라인이 교체되지 않을 때 까지 캐시와 메모리의 값이 불일치 한다.

Write-Through 정책 사용 가정시 발생하는 불일치

첫번째 프로세서의 값을 2로 갱신하였을 때, Proc1과 주 메모리의 값은 같이 갱신되지만 Proc2와 Proc3은 갱신되지 않아 불일치 한다.

3. 가상 메모리 시스템 (Virtual Memory System)

이름만 봐도 알겠지만 주 기억장치(ex. ram)의 용량이 부족하여 보조기억장치(ex. hdd)를 주기억장치 처럼 사용하여 메모리의 공간을 확대한다.

가상 메모리를 사용하기 위해 VAS(Virtual Address Space)를 사용한다.

※VAS(Virtual Address Space)? = 가상 주소 공간

가상 메모리 기법으로 제고되는 주소 공간으로, 프로세스의 관점에서 사용하는 주소이다.

-위키백과-

가상 메모리 관리 단위

페이지(Page) : 가상 기억장치 상에서 동일한 크기의 최소 논리 분할 단위

세그먼트(Segement) : 사용자 주소 공간을 용도별로 논리적 단위로 나눈 것

이름	Paging 기법	Segement 기법
할당	고정 분할	가변 분할
적재	요구 페이지에 일부 적재	프로그램 전체 적재
관점	메모리 관리 측면	파일 관리 측면ㅇ
장점	요구 페이지만 적재 외부 단편화를 해결 교체시간 단축	사용자 관점 개발, 프로그래밍 용이 내부 단편화 해결 코드, 데이터 공유 용이
단점	내부 단편화 발생 Thrashing, 잦은 디스크 I/O유발	외부 단편화 발생 메인 메모리 다량 요구

관리 정책

이름	내용	예
할당 기법 Allocation	프로세스에게 할당되는 메모리 블록의 단위 결정	고정 할당 가변 할당 Paging Segmentation
호출 기법 Fetch Policy	보조기억장치에서 주기억장치로 적재할 시점 결정	Demand Fetch Pre Fetch
배치 기법  Placement	요구된 페이지를 주기억장치의 어느 곳에 적재할 것인지 결정	First fit Best fit Next fit Worst fit
교체 기법 Replacement	주기억장치 공간 부족 시 교체 대상 결정	Random FIFO LRU LFU NUR SCR Optimal

할당 정책(Allocation Policy)

이름	종류	내용
연속 할당	고정 분할	고정된 크기의 단위 메모리 할당 내부 단편화 발생
	가변 분할	할당 단위를 요청마다 다른 크기로 할당
비연속 할당	Paging	가상 메모리 블록을 페이지 단위 관리 TLB와 MMUm Page Table로 관리
	Segmentation	가변 크기인 세그먼트로 분할 Segement Table로 관리