Week-04 📚

11. CPU 가상화에 대한 마무리 대화

• 간단한 Wrapup 대화를 진행한다.

이 정책 전쟁은 영원히 계속 될 것처럼 보이네요.

공학은 원래 그런거라네, 그리고 그것은 또한 권장 사항이야! 관점의 차이지, 나는 개인적으로 실용적인 것이 좋다고 생각하네. 실용주의자들은 모든 문제가 깔끔하고 쉬운 해결책이 있다고 생각하지 않아.

12. 메모리 가상화에 관한 대화

수면 부족, 그것은 간단하게 해결할 수 있지. 좀 덜 놀고 더 자도록 하게. 가상 메모리를 이해하기 위해서는 여기서 부터 시작해야 하네. 사용자 프로그램이 생성하는 모든 주소는 가상주소이지. 운영체제는 각 프로세스에게 단지 환상을 제공하지. 구체적으로 프로세스가 자신만의 커다란 전용 메모리를 가진다는 환상 을 제공하는 것이지. 하드웨어로부터 약간의 도움을 얻어 운영체제는 이 가장된 가상 주소를 실제 물리 주소로 변환하고 원하는 정보의 위치를 찾을 수 있네.

사용하기 쉬운 시스템을 제공하기 위하여 일세, 운영체제는 각 프로세스에게 코드와 데이터를 저장할 수 있는 대용량의 연속된 주소 공간(address space) 을 가지고 있다는 시각을 제공하고자 하는거지, 프로그래머는 이 변수를 어디에 저장해야 하는 거지?“와 같은 걱정은 하지 않아도 된다는 거야. 프로그램의 가상 주소 공간이 크고 변수 등을 위한 많은 공간을 가지고 있기 때문이지. 만일 코드 와 데이터를 작고 붐비는 공간에 넣을 걱정을 해야만 했다면 프로그래머로서의 인생은 더 힘들어졌을 거야.

13. 주소 공간의 개념

13.1. 초기 시스템

• 메모리 관점에서, 초기 컴퓨터는 많은 개념을 가지고 있지 않았다.
• 운영체제는 메모리에 상주하는 프로그램(당시의 운영체제)를 올리고, 남은 메모리를 사용자 프로그램에게 할당했다.

13.2 멀티프로그래밍과 시분할

• 멀티프로그래밍이란, CPU가 프로그램을 번갈아가며 실행하는 것을 의미한다.
• 그리고 특히 대화식(interactive) 개념이 중요한 요구 사항이 되었다.
• 초기에는 엉성하게도, 프로세스에게 모든 메모리 접근 권한을 주고 실행하다가 중지하면, 다른 프로그램을 메모리에 올리는 방식으로 운영체제가 동작했다.
• 당연히 느리다
• 그래서 메모리에 여러 프로세스를 올리면, 보호의 문제가 대두되게 된다.
• 특히나 현대의 프로그램을 생각해보면 힙과 같이 동적으로 메모리를 할당하는데, 이러한 상태로 해당 프로그램을 두게 하면 너무 위험하다.

13.3 주소 공간

• 이러한 문제를 해결하기위해, 여러 프로세스가 메모리에 올라갔음에도, 사용하기 쉬운 메모리 개념을 만들어야 했고,
• 그것이 바로 주소 공간이다.
• 결론적으로 운영체제는 가상 주소 공간을 제공하고, 프로세스는 이 가상 주소 공간을 사용한다.
• 이렇게 하는것을 virtualizing memory라고 한다.

13.4 목표

가상화를 통해 얻고 싶은 목표는 다시 다음과 같다.

1. 투명성(transparency) : 사용자는 가상화를 인지하지 않아야 한다.
2. 효율성(efficiency) : 가상화는 비용이 적어야 한다.
3. 보호(protection) : 프로세스는 서로의 메모리에 접근할 수 없어야 한다.