가상 메모리(Virtual Memory)메인 메모리의 크기는 한정되어 있다. 따라서 물리적인 메모리 크기보다 크기가 큰 프로세스는 실행시킬 수 없게 된다. 예를 들어 메인 메모리의 크기가 100MB 일 때 300MB 크기의 프로세스는 실행시킬 수 없다. 크기가 큰 프로세스를 실행시키기 위해서는 메인 메모리를 크게 키우는 방법이 있겠지만, 이것은 매우 비효율적이다. 따라서 나온 방법이 바로 가상 메모리(Virtual Memory)이다. 가상 메모리는 메모리 관리 기법의 하나로, 기계에 실제로 이용 가능한 자원을 추상화하여 사용자들에게 매우 큰 메모리인 것처럼 보이게 만드는 것을 말한다. 즉, 프로그램에 실제 메모리 주소가 아닌 가상의 메모리 주소를 주는 방식이다. 가상적으로 주어진 주소를 가상 주소(vir..
Copy On Write (COW) 란?123456std::string x("Hello"); std::string y = x; // x and y use the same buffer y += " World!"; // now y uses a different buffer // x still uses the same old buffercs위와 같은 코드가 있다고 하자. ( C++ 98에서의 동작이다. C++ 11 이상에서는 동작하지 않음 ) x라는 buffer에 "Hello" 라는 string을 넣고, y라는 복사본을 만든다고 하자. 이때 x와 y는 같은 buffer를 가리키게 된다.하지만 이때 복사본인 y를 변경하면 아래와 같이 된다.더이상 y는 같은 buffer를..
세그멘테이션(Segmentation)이란?페이징은 프로세스를 물리적으로 일정한 크기로 나눠서 메모리에 할당하는 것을 의미한다. 반면, 세그멘테이션은 프로세스를 논리적 내용을 기반으로 나눠서 메모리에 배치하는 것을 의미한다. 세그멘테이션은 프로세스를 세그먼트(segment)의 집합으로 표현한다. 이때 세그먼트는 논리 단위로 아래와 같은 것들이 해당된다.main programprocedurefunctionmethodobjectstacklocal variableglobal variableetc...프로세스를 code영역, data영역, stack영역 등으로 나누는 것 또한 세그멘테이션이라고 할 수 있다. 세그멘테이션도 페이징과 비슷하게 세그먼트 테이블을 가지고 있다. 페이징과 비슷하게 논리주소가로 이루어져 ..
Hierarchical Page Table하나의 페이지 테이블 안에 여러개의 페이지 테이블을 넣은 페이지 테이블을 의미한다. 이 중 대표적으로 2-level page table에 대해 알아보자. 32-bit machine, 4K page size를 가정했을 때, 논리 주소는 아래와 같이 구성된다.page number : 20bitp1-page number : 10bitp2-page offset : 10bitpage offset : 12bit즉 p1은 outer page table(바깥 테이블)의 index이고, p2는 해당 바깥 테이블에서의 위치를 나타낸다.이해가 쉽지 않다면 다음 그림을 살펴보자.p1을 통해 outer-page table의 인덱스를 찾고, 해당 인덱스가 가리키는 page table에서 ..
페이징(Paging)이란?페이징이란 논리주소의 메모리를 고정된 크기의 페이지(Page)로 나누어 관리하는 기법이다.페이징은 아래와 같은 특징들을 갖고 있다.물리주소 공간(Physical address)은 연속적이지 않을 수 있다(noncontiguous)페이지는 모두 같은 크기를 가진다.물리주소 공간을 페이지와 같은 사이즈로 나눈 것들을 프레임(Frame)이라고 한다.페이지 사이즈(=프레임 사이즈)는 하드웨어에 의해 정해진다.페이지의 크기는 일반적으로 2의 제곱수를 사용한다. 일반적으로 4KB(2^12) ~ 1GB(2^20) 페이지 테이블(page table)을 이용해 논리주소에서 프레임을 가리키는 물리주소로 매핑한다.외부 단편화는 발생하지 않으나, 내부 단편화는 발생한다.단편화에 대해서 잘 모른다면 다..
내부 단편화 (Internal Fragmentation)내부 단편화란 주기억장치 내 사용자 영역이 실행 프로그램보다 커서 프로그램의 사용 공간을 할당 후 사용되지 않고 남게 되는 현상을 말한다. 예를 들어 아래와 같은 그림을 살펴보자.위와 같이 100MB의 메모리에 80MB 크기의 프로세스를 올리게 되면, 20MB의 내부 단편화가 발생하게 된다. 즉, 적은 크기의 잔여 메모리가 발생해 해당 메모리를 사용할 수 없게 된다.외부 단편화 (External Fragmentation)외부 단편화란 남아있는 총 메모리 공간이 요청한 메모리 공간보다 크지만, 남아있는 공간이 연속적(contiguous)이지 않아 발생하는 현상이다. 예를 들어 아래와 같은 그림을 살펴보자.위와 같이 남아있는 메모리 공간은 50MB+5..
NoSQL이란?NoSQL은 비관계형 데이터베이스를 지칭한다. 즉, 관계형 데이터 모델을 지양 하며 대량의 분산된 데이터를 저장하고 조회하는 데 특화되었으며 스키마 없이 사용 가능하거나 느슨한 스키마를 제공하는 저장소를 말한다. NoSQL은 기존 RDBMS 형태의 관계형 데이터베이스가 아닌 다른 형태의 데이터 저장 기술을 의미하며, 관계형 데이터베이스의 한계를 극복하기 위한 데이터 저장소의 새로운 형태이다.NoSQL의 특징RDBMS와 달리 데이터 간의 관계를 정의하지 않는다.RDBMS는 데이터 관계를 외래키 등으로 정의하고 JOIN 연산을 수행할 수 있지만, NoSQL은 JOIN 연산이 불가능하다.RDBMS에 비해 대용량의 데이터를 저장할 수 있다.페타바이트 급의 대용량 데이터를 저장할 수 있다.분산형 구..
트랜잭션의 고립 수준(Isolation Level)이란?트랜잭션의 고립 수준이란 트랜잭션들끼리 일관성 있는 데이터를 얼마나 허용할 것인지 정해놓은 수준이다.즉, 트랜잭션 수행 중 다른 트랜잭션이 해당 데이터를 조회하는 것이 가능한 정도를 결정해 놓은 것이다.고립 수준이 높을수록 일관성은 보장되지만 그만큼 동시성이 떨어져 성능이 하락한다. 트랜잭션에 대해 잘 모르겠다면 다음 게시물을 참고하자. [DB] 트랜잭션(Transaction)이란? | ACID트랜잭션(Transaction)이란? 트랜잭션은 데이터베이스의 상태를 변환시키는 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위 또는 한꺼번에 수행되어야할 일련의 연산들을 의미한다. 트랜잭션은code-lab1.tistory.com이상 현상의 종류 Dirty R..
트랜잭션(Transaction)이란?트랜잭션은 데이터베이스의 상태를 변환시키는 하나의 논리적 기능을 수행하기 위한 작업의 단위 또는 한꺼번에 수행되어야할 일련의 연산들을 의미한다. 트랜잭션은 작업의 완전성을 보장해준다. 즉, 논리적인 작업 셋을 모두 완벽하게 처리하거나 또는 처리하지 못할 경우에는 원 상태로 복구해서 작업의 일부만 적용되는 현상이 발생하지 않게 만들어주는 기능이다. 사용자의 입장에서는 작업의 논리적 단위로 이해를 할 수 있고 시스템의 입장에서는 데이터들을 접근 또는 변경하는 프로그램의 단위가 된다. 트랜잭션은 SELECT, UPDATE, INSERT, DELETE와 같은 연산을 수행하여 데이터베이스의 상태를 변화시키는 작업의 단위다. 트랜잭션의 특징(ACID)Atomicity(원자성)트랜..
동기화 문제 (Synchronization Problem)동시에 공유 자원에 접근하는 것은 데이터의 일관성을 해칠 수 있다. 프로세스들의 실행 순서를 정하여 공유 자원의 일관성을 보장하는 것을 동기화(Synchronization)라고 한다. 경쟁 상태 (Race Condition) 여러 프로세스들이 공유 자원에 동시에 접근하려고 하는 상황을 경쟁 상태라고 한다. 어떤 프로세스가 마지막으로 데이터에 접근했는지에 따라 데이터의 상태가 달라지게 된다. 즉, 데이터의 일관성을 보장할 수 없어진다. 이런 경쟁 상태의 문제를 해결하기 위해 프로세스들은 동기화(Synchronized)되어야 한다. 임계 영역 (Critical Section)임계 영역은 공유 자원이 접근되는 부분을 뜻한다. 만약 어떤 프로세스가 임계..
키(Key)란?키는 데이터베이스에서 조건에 만족하는 튜플을 찾거나 순서대로 정렬할 때 튜플들을 서로 구분할 수 있는 기준이 되는 속성(Attribute)를 말한다. 키가 필요한 이유테이블 내에서 어떤 데이터를 찾는다고 하자. 수 많은 데이터 중 내가 원하는 데이터를 찾으려면 엄청난 탐색 시간이 필요할 것이다. 이러한 탐색 시간을 줄여줄 수 있는 것이 키다.후보키 (Candidate Key)후보키는 릴레이션을 구성하는 속성들 중에서 튜플을 유일하게 식별하기 위해 사용하는 속성들의 부분집합, 즉 기본키로 사용할 수 있는 속성들을 말한다.하나의 릴레이션내에서는 중복된 튜플들이 있을 수 없으므로 모든 릴레이션에는 반드시 하나 이상의 후보키가 존재한다.후보키는 릴레이션에 있는 모든 튜플에 대해서 유일성과 최소성을..
정규화(Normalization)란?정규화는 이상현상이 있는 릴레이션을 분해하여 이상현상을 없애는 과정이다. 이상현상이 존재하는 릴레이션을 분해하여 여러 개의 릴레이션을 생성하게 된다. 이를 단계별로 구분하여 정규형이 높아질수록 이상현상은 줄어들게 된다. 정규화의 장점데이터베이스 변경 시 이상 현상(Anomaly)을 제거할 수 있다.정규화된 데이터베이스 구조에서는 새로운 데이터 형의 추가로 인한 확장 시, 그 구조를 변경하지 않아도 되거나 일부만 변경해도 된다.데이터베이스와 연동된 응용 프로그램에 최소한의 영향만을 미치게 되어 응용프로그램의 생명을 연장시킨다.정규화의 단점릴레이션의 분해로 인해 릴레이션 간의 JOIN연산이 많아진다.질의에 대한 응답 시간이 느려질 수도 있다. 데이터의 중복 속성을 제거하고..
