스래싱 & 프레임 할당

• 스래싱

 

프로세스가 사용 가능한 프레임이 수가 적으면 페이지 폴트가 자주 발생할 수 밖에 없다

프레임이 부족하면 페이지 폴트가 자주 발생하면서 CPU의 이용율이 떨어지고, 성능이 저해되게 된다

프로세스 실행 시간보다 페이징에 더 많은 시간을 소모해서 성능이 저하되는 문제를 스래싱이라고 한다

 

프로세스가 필요한 최소한의 프레임 수를 보장해주지 않는게 스래싱의 근본적인 원인이다

10개의 프레임이 필요한 프로세스가 5개의 프레임만 이용할 수 있으면 계속 페이지 폴트가 일어나면서

스래싱이 발생할 위험이 높아진다

OS는 각 프로세스를 무리없이 실행하기 위한 최소한의 프레임 수를 파악하고 할당해줘야 한다

 

• 정적 프레임 할당 방식 :실행 과정을 고려하지 않고 프로세스와 메모리 크기를 보고 할당하는 방식

 

- 균등 할당

각 프로세스에 동등한 프레임을 할당하는 방식

프로세스 마다 크기가 다른데 이렇게 주는건 비 효율적이다

 

- 비례 할당

프로세스의 크기별로 프레임의 갯수를 다르게 할당하는 방식 

위의 균등 할당 보다는 낫지만 크기가 큰 프로세스가 적은 프레임이 필요하고, 크기가 작은 프로세스가 많은 프레임이

필요한 경우도 있음

 

• 동적 프레임 할당 방식 : 프로세스를 실행하는 과정에서 배분할 프레임을 결정하는 방식

작업 집합 모델과 페이지 폴트 빈도를 사용하는 방식이 있다

 

- 작업 집합 모델 기반 프레임 할당 방식

프로세스가 일정 기간동안 참조한 페이지 집합을 기억

CPU가 메모리를 참조할때는 참조 지역성에 의해서 특정 구역만 참조한다, 페이지도 같다

CPU가 특정 시간동안 참조한 페이지 갯수만큼 페이지를 할당

 

실행 중인 프로세스가 일정 시간 참조한 페이지의 집합을 작업 집합이라고 하고

CPU가 과거에 주로 참조한 페이지를 작업 집합에 포함시키고 OS가 작업 집합의 크기만큼 페이지를 할당

 

- 페이지 폴트 빈도 기반 프레임 할당

페에지 폴트율에 상한과 하한을 정하고 프레임을 할당하는 방식