패스트캠퍼스 환급챌린지 16일차 : 현실 세상의 컴퓨터공학 지식 with 30가지 실무 시나리오 초격차 패키지 Online. 강의 후기

본 포스팅은 패스트캠퍼스 환급 챌린지 참여를 위해 작성하였습니다.

 

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공부 시작 시간 - 22:40

 

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컴퓨터 시스템에서 메모리 주소 체계는 프로그램과 하드웨어 간의 효율적인 통신을 위해 매우 중요한 역할을 한다. 메모리에 데이터를 저장할 때, 실제 하드웨어상의 위치를 나타내는 물리 주소와, 프로그램이나 CPU가 생성한 주소인 논리 주소로 구분된다.

 

논리 주소는 프로세스가 독자적인 가상 메모리 공간 내에서 사용하는 주소이며, CPU가 명령어를 실행하거나 데이터를 처리할 때 생성된다. 이 주소는 운영체제가 제공하는 주소 변환(Address Translation) 메커니즘을 통해 물리 주소로 변환된다. 실제 변환 작업은 메모리 관리 장치(MMU)가 수행하며, MMU는 페이지 테이블이나 세그먼트 테이블 등을 참조하여 논리 주소를 대응하는 물리 주소로 매핑한다.

 

물리 주소는 컴퓨터의 RAM 칩이나 다른 하드웨어 장치에 실제로 할당된 주소를 의미한다. 각 메모리 셀은 고유한 물리 주소로 식별되며, 하드웨어 수준에서 데이터를 직접 참조할 때 사용된다. 즉, 물리 주소는 정보가 실제로 저장되어 있는 위치를 가리키는 값이다.

이러한 주소 변환 과정에서 베이스 레지스터와 한계 레지스터가 중요한 역할을 수행한다. 베이스 레지스터는 프로세스가 할당받은 메모리 영역의 시작 물리 주소를 저장하며, 한계 레지스터는 해당 프로세스가 사용할 수 있는 메모리 범위의 크기를 나타낸다. 예를 들어, 현재 베이스 레지스터에 15000번지가 저장되어 있고, CPU가 생성한 논리 주소가 100번지라면 MMU는 이 논리 주소에 베이스 값을 더하여 물리 주소 15100번지로 변환한다. 이와 같이 변환된 주소를 통해 CPU는 원하는 데이터를 정확하게 읽거나 쓸 수 있다.

 

한편, 한계 레지스터는 프로세스가 자신에게 할당된 메모리 영역을 벗어나 접근하는 것을 방지하는 역할을 한다. CPU는 메모리에 접근하기 전에 해당 논리 주소가 한계 레지스터에 명시된 최대 크기보다 작은지 항상 검사한다. 만약 접근하려는 논리 주소가 한계 레지스터의 범위를 초과하면, 시스템은 인터럽트를 발생시켜 실행을 중단시킨다. 이를 통해 하나의 프로세스가 다른 프로세스의 메모리 영역을 침범하지 못하게 하여 메모리 보호와 시스템 안정성을 보장한다.

 

또한, 현대 운영체제는 가상 메모리 시스템을 도입하여 다수의 프로세스가 같은 물리 메모리를 공유하더라도 각기 독립적인 논리 주소 공간을 사용할 수 있게 한다. 이러한 가상 메모리 환경에서는 MMU가 주소 변환뿐만 아니라 캐시와 TLB(Translation Lookaside Buffer) 같은 기법을 활용하여 성능을 극대화한다. 결과적으로, 논리 주소와 물리 주소의 분리는 메모리 관리의 효율성과 보안을 동시에 달성할 수 있게 해준다.

 

이처럼, 메모리 주소 체계는 단순히 주소 변환만을 수행하는 것이 아니라, 여러 프로세스가 안정적으로 실행될 수 있도록 보호하고 효율적인 데이터 처리를 가능하게 한다. 컴퓨터 구조와 운영체제의 핵심 기술 중 하나로, 시스템 개발이나 성능 최적화를 위해 반드시 이해해야 할 중요한 개념이다.

 

 

공부 종료 시간 - 23:20