[문제해설] 다음 표는 고정 분할에서의 기억장치 단편화(Fragmentation) 현상을 보이고 있다. 외부단편화(External Fragmentation)의 크기는 총 얼마인가? (단, 페이지 크기의 단위는 K를 사용한다.)

전자계산기조직응용기사 필기 기출문제 해설(4과목 운영체제-주기억장치 관리 기법) - 2018년3회

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다음 표는 고정 분할에서의 기억장치 단편화(Fragmentation) 현상을 보이고 있다. 외부단편화(External Fragmentation)의 크기는 총 얼마인가? (단, 페이지 크기의 단위는 K를 사용한다.)

① 480K                 ② 430K

③ 260K                 ④ 170K

 

 

 

 

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- 문제 해설 -

기억장치 관리의 문제점인 단편화에 대한 문제입니다.

많은 우리나라 학습자들이 단편화를 공부할 때 의미가 쉽게 와닿지 않는 이유는 언어적인 문제 때문입니다.

'단편'은 한자로 短篇나 斷片입니다. 短篇는 '짤막하게 지은 글'이고, 斷片는 '쪼개진 조각'입니다. 하필이면 같은 음인 이 두 단어의 의미가 상당히 비슷한 느낌입니다. 영어로는 'short story(短篇)'와 'fragment(斷片)'입니다. 영어로 보니 완전히 다른 의미라는 것을 알 수 있습니다.

단편(斷片;fragment)은 학문마다 다양한 의미를 가지고 있지만, 핵심은 '조각'입니다. 컴퓨터공학 영역에서도 데이터베이스에서는 관계형 데이터베이스의 관계(relation)를 쪼개는 것을 의미하기도 합니다.

본문제에서는 운영체제 기억장치 관리 기법의 필연적인 문제점인 단편화(fragmentation)를 말하고 있으며, 이는 기억장치를 쪼개면서, 즉 파티션을 만들면서 생겨나는 문제입니다.

기억장치의 파티션을 어떻게 만드냐에 따라서 발생하는 단편화도 다릅니다.

우선 파티션을 만드는 방법은 두가지가 있습니다.

  첫째, 동적 메모리 할당(dynamic memory allocation)입니다. 명칭 그대로 필요한 크기로 파티션을 만듭니다. 그래서 가변 분할 기억장치 할당 혹은 세그먼테이션이라고도 부릅니다. 이런 동적 메모리 할당은 외부 단편화(external fragmentation)를 야기합니다. 이 그림에서처럼 기억장치가 사용하고 있는 조각들은 그 크기가 동적입니다. 필요한 크기만큼 메모리를 할당했기 때문이고, 그래서 파티션 내부에는 유휴공간이 있을 수 없습니다. 하지만, 파티션 외부에는 유휴공간이 발생해서 사용하지 않은 공간들의 합은 200k이지만, 100k의 크기도 저장할 수 없는 상황이 발생합니다.

 

 

 둘째, 고정 메모리 할당(static memory allocation)은 고정된 크기로 파티션을 만듭니다. 고정 분할을 하면 외부 단편화와 더불어 내부 단편화(internal fragmentation)도 야기합니다. 이 그림은 100k의 고정된 크기로 파티션을 만들었습니다. 그래서 파티션 내부에 유휴공간이 생겨납니다.

 

 

 

 

위 둘의 외부(external)와 내부(internal)의 기준은 하나의 파티션, 즉 조각(fragment)이 기준입니다. 하나의 조각의 밖에서 생기는 유휴공간을 외부 단편화, 조각의 안에서 생기는 유휴공간을 내부 단편화라고 합니다. 

 

그럼 본문제를 살펴보겠습니다.

문제에서 주어진 그림은 기억장치를 고정 분할하였습니다.

A는 20K의 공간에 10K의 작업이 들어와서 내부 단편화(20K-10K)는 발생하지만, 외부 단편화는 발생하지 않습니다.

B는 50K의 공간에 60K의 작업이 왔기 때문에, 작업을 아예 하지 못합니다. 그래서 50K의 공간은 사용되지 못하고 외부 단편화가 됩니다.

C도 역시 120K의 공간에 160K의 작업이 할당되어 작업을 못하고 120K는 외부 단편화가 됩니다.

D는 200K에 100K의 작업이 들어와서 내부 단편화(200K-100K)가 발생합니다.

E는 300K의 공간에 150K의 작업이 들어와서 내부 단편화(300K-150K)가 발생합니다.

문제에서 묻는 것은 외부 단편화의 총크기이므로, B와 C에서 발생한 공간(50K + 120K)인 170K가 외부 단편화의 총크기이므로 정답은 4번입니다.

참고로 내부 단편화의 크기는 A, D, E에서 발생한(10K + 100K + 150K) 크기를 합친 260K입니다.

 

 

 

 

https://youtube.com/playlist?list=PLboXycXmAIDuukQ2A6EvMZI-x1IMy3Xc-

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