14 > Paging, Swaping

* 해당 게시물은 경북대학교 컴퓨터학부 강의초빙교수, 배준현 교수님의 강의를 보고 작성되었음을 미리 알려드립니다. ( 개인적인 공부를 정리한 글입니다. )

 

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[  ] Paging

- a memory management scheme that permits a process's physical address space to be non-contiguous.

 

[  ] Basic method for Paging.

- break physical memory into fixed-sized blocks (frames) and break logical memory into blocks of the same size. (pages)

- The logical address space is totally separate from the physical address space.

 

- Every address generated by the CPU is divided into two parts.

  p: a page number, d: a page offset.

- The page number is used as an index into a per-process page table.

Figure 9.8 Paging hardware.

Figure 9.9 Paging model of lo g ical and physical memory.

- The page size(like the frame size) is defined by the hardware.

- If the size of logical address space is 2^m, and a page size is 2^n,

  then the high-order m − n bits designate the page number,

  and the low-order n bits designate the page offset.

[  ] PTBR (page-table base register)

페이지의 정보를 따로 메인 메모리에 Table 로 기록해 보관한다.

실제적으로 Memory에 두 번 접근하므로 (Table로 읽은 뒤, Table을 찾아서 Data Load) 속도가 느리다. page의 수도 엄청나기에 이것을 읽는 것 또한 작업이다.

 

[  ] Translation Look-aside buffer. (TLB)

Cache memory에 사용하여 TLB를 기록한다.

Figure 9.12 Paging hardware with TLB.

TLB hit : if the page number of interest is in the TLB.

TLB miss : if the page number of interest is not in the TLB.

hit ratio 에 따라 속도가 달라진다.

 

[  ] Memory Protection with Paging.

물리적으로 1bit를 추가하여, true라면 legal하고 false라면 illegal 한 상태를 의미한다.

이 bit를 protection bit라 한다.

Figure 9.13 Valid bit (v) or in v alid bit (i) in a page table.

 

[  ] Shared Pages.

DLL 같은 것들을 이곳에 올리면 매우 효율적으로 자원을 사용할 수 있다. (실행 중에 자신의 코드가 변경되지 않는 것들)

 

Physical Memory는 하나이고 Page table에서 같은 주소를 가리키고 있다.

Figure 9.14 Sharing of standard C library in a paging environment.

 

 

[  ] Hierarchical Paging.

이름 그대로, page가 너무 크다면 또 다른 page를 나눠 새로운 page로 가리키는 기법.

Figure 9.16 Address translation for a two-lev e l   32-bit p a ging architecture.

[  ] Hashed Page Tables.

Hash 값으로 Page를 구성한다.(hash 생성을 hardware로 구성해서 효율성을 높인다.)

address 공간도 32bit(CPU Cache)로 관리한다.

 

[  ] Inverted Page Tables.

Page table 안에 PID 정보를 추가하여 관리한다.

Figure 9.18 Inverted page table.

 

 

[  ] Swapping.

프로그램이 필요한 메모리가 실제 메모리 공간 보다 클 경우 사용 할 수 있다. (프로그램 전체를 메모리에 올릴 필요가 없다.)

지금 당장 필요한 메모리만 paging 하여 사용한다.

Figure 9.19 Standard swapping of two processes using a disk as a b a cking store.

요즘은 swapping with paging을 그냥 paging 이라 부른다.

page out : moves a page from memory to backing store.

page in : moves a page from backing store to memory.

- Paging works well in conjunction with the virtual memory. (Chapter 10)

 

Figure 9.20 Swapping with paging.