[정보처리기사] 기억장치 계층구조 및 관리전략 (반입/배치/교체)

기억장치 계층 구조의 특징

기억장치는 레지스터, 캐시 기억장치, 주기억장치, 보조기억장치로 계층 구조를 분류할 수 있다. 주기억장치는 처리용으로 용량이 작고, 속도가 빠른 RAM이라고 생각하면 되고, 보조기억장치는 저장용으로 용량이 크고, 속도가 느린 하드디스크라고 기억하자.

 

- 주기억장치: 처리용, 용량작음, 속도빠름 (RAM, ROM)

- 보조기억장치: 저장용, 용량큼, 속도느림 (하드디스크)

 

 

계층 구조에서 상위의 기억장치일수록 기억용량이 적지만 접근속도/시간이 빠르고 비용적으로 고가이다. 하위의 기억장치일수록 기억용량은 크지만 접근속도/시간이 느리고 비용적으로 저가이다.

 

- 레지스터, 캐시, 주기억장치에는 CPU가 직접 엑세스 가능

- 보조기억장치에 있는 프로그램이나 데이터는 직접 액세스할 수 없고 데이터가 주기억장치에 적재된 후에야 가능함

 

기억장치의 계층구조

 

기억장치 관리전략

기억장치 관리전략은 보조기억장치의 프로그램이나 데이터를 주기억장치에 적재시키는 시기, 위치 등을 지정해 한정된 주기억장치의 공간을 효율적으로 사용하기 위한 전략을 말한다.

 

반입(Fetch) 전략

보조기억장치에 저장중인 프로그램이나 데이터를 언제 주기억장치로 적재할 것인지를 결정하는 전략이다.

 

- 요구반입 : 참조를 요구할 때 적재

- 예상반입 : 참조될 것을 미리 예상하여 적재

 

배치(Placement) 전략

새로 반입되는 프로그램이나 데이터를 주기억장치의 어디에 위치시킬 것인지를 결정하는 전략이다.

 

- 최초적합 : 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역 중에서 첫번째 영역에 배치

- 최적적합 : 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역중에서 단편화를 가장 작게 남기는 영역에 배치

- 최악접합 : 들어갈 수 있는 크기의 빈 영역중에서 단편화를 가장 많이 남기는 영역에 배치

 

교체(Replacement) 전략

주기억장치의 모든 영역이 이미 사용중인 상태에서 새로운 프로그램이나 데이터를 주기억장치에 배치하려 할 때, 이미 사용되고 있는 영역 중 어느 영역을 교체해 사용할 것인지를 결정하는 전략이다.

 

- FIFO, LRU, LFU, NUR 등 존재

- 교체 전략에 대해선 [정보처리기사] 페이지 교체 알고리즘 (FIFO/LRU/LFU/NUR)에서 다룸