운영체제란 무엇인가요?
네. 운영체제에 대해서 설명드리겠습니다.
운영체제는 사용자가 컴퓨터를 쉽게 사용할 수 있도록 중간에서 도와주는 인터페이스입니다.
한정된 메모리나 시스템 자원을 효율적으로 분배하는 일꾼이라고 표현할 수도 있으며 운영체제와 비슷하지만 소프트웨어를 추가로 설치할 수 없는 것을 펌웨어라고 합니다.
운영체제의 역할은 그럼 무엇이 있나요?
네. 운영체제의 역할은 크게 네가지가 있습니다.
첫번째로 CPU 스케줄링과 프로세스 관리를 합니다.
두번째로 메모리관리를 합니다.
세번째로 디스크 파일 관리를 합니다.
네번째로 I/O 디바이스를 관리합니다.
그 네가지를 좀 더 상세히 설명해볼 수 있나요?
네. 좀 더 상세히 설명해 보겠습니다.
CPU 스케줄링과 프로세스 관리는 CPU의 소유권을 어떤 프로세스에 할당할지, 프로세스의 생성과 삭제 등 자원 할당 및 반환을 담당하게 됩니다.
메모리 관리는 한정된 메모리를 어떤 프로세스에 얼만큼 할당해야 하는지 관리합니다.
디스크 파일 관리는 디스크 파일을 어떤 방법으로 보관할지 관리합니다.
I/O 디바이스들인 마우스, 키보드, 컴퓨터 간에 데이터를 주고받는 것을 관리합니다.
운영체제의 구조는 어떻게 되어있나요?
네. 운영체제 구조에 대해서 설명드리겠습니다.
운영체제의 구조는 유저 프로그램과 하드웨어 사이에 있는데요
그 사이에 순서대로 GUI, 시스템콜, 커널, 드라이버로 구성되어있습니다.
GUI가 없고 CLI만 제공하는 리눅스 서버도 존재합니다.
운영체제 구조에서 시스템콜이 뭔가요?
시스템콜이란 운영체제가 커널에 접근하기 위한 인터페이스 입니다. 유저의 프로그램이 운영체제의 서비스를 받기 위해 커널 함수를 호출할 때 사용합니다.
유저 프로그램이 I/O 요청으로 트랩(trap)을 발동하면 올바른 요청인지 확인을 먼저 합니다. 유저 모드가 시스템콜을 통해 커널 모드로 변환되어 실행됩니다.
예를들어 I/O 요청인 fs.readFile()이라는 파 시스템의 파일을 읽는 함수가 발동했다고 가정해 볼게요
이때 유저모드에서 파일을 읽지않고 커널 모드로 들어가 파일을 읽고 다시 유저 모드로 돌아가 그 뒤에 있는 유저 프로그램의 로직을 수행하게 됩니다.
이 과정을 통해서 컴퓨터 자원에 대한 직접적인 접근을 차단할 수 있고 프로그램을 다른 프로그램으로부터 보호할 수 있게됩니다.
앞의 그림처럼 (136p) 프로세스나 스레드에서 운영체제로 어떠한 요청을 할 때 시스템콜이라는 인터페이스와 커널을 거쳐 운영체제에 전달됩니다.
이 시스템 콜은 하나의 추상화 계층인데요 그렇기 때문에 이를 통해 네트워크 통신이나 데이터베이스와 같은 낮은 단계의 영역 처리에 대한 부분을 많이 신경쓰지 않고 프로그램을 구현할 수 있는 장점이 있습니다.
그럼 혹시 modebit에 대해서 알고 계신가요?
시스템콜이 작동될 때 modebit를 참고하여 유저모드, 커널모드를 구분하게 됩니다.
modebit는 0또는 1만 가지는 플래그 변수라고 설명드릴 수 있겠는데요,
카메라, 키보드 등 입출력 디바이스는 운영체제를 통해서만 작동해야 합니다.
예를들어 카메라를 켜는 프로그램이 있다고 가정해볼게요 !
만약 유저모드를 기반으로 카메라가 켜진다면 사용자가 의도하지 않았는데 공격자가 카메라를 갑자기 켤 수 있는 등 비 도덕적인 행동을 하기가 쉽게됩니다.
물론 커널모드를 거쳐 운영체제를 통해 작동한다고 해도 100% 막을 수는 없지만, 운영체제를 통해 작동하게 해야 막기 쉽습니다.
이를 위한 장치가 바로 modebit라고 할 수 있습니다.
modebit의 0은 커널모드 1은 유저모드라고 설정되며 유저모드일 경우에는 시스템콜을 못하게 막아서 한정된 일만 가능하게 합니다.
정리해보면 다음과 같습니다.
유저 모드는 유저가 접근할 수 있는 영역을 제한적으로 두며 컴퓨터 자원에 침범하지 못하는 모드입니다.
커널모드는 모든 컴퓨터 자원에 접근할 수 있는 모드입니다.
커널은 운영체제의 핵심 부분이자 시스템 콜 인터페이스를 제공하며 보안, 메모리, 프로세스, 파일, 시스템, 입출력 등 운영체제의 중심 역할을 하게됩니다.
컴퓨터의 요소에 대해 설명해보실래요?
네. 컴퓨터는 CPU, DMA, 컨트롤러, 메모리, 타이머, 디바이스 컨트롤러 등으로 구성되어 있습니다.
그중 cpu는 Central Processing Unit의 약자로 산술논리연산장치, 제어장치, 레지스터로 구성되어 있는 컴퓨터 장치입니다. 인터럽트에 의해 단순히 메모리에 존재하는 명령어를 해석해서 실행하는 일꾼이라고 표현할 수 있습니다.
OS가 관리자라면 CPU는 일꾼이라고 표현할 수 있겠네요 !
cpu의 부품에 대해서도 자세히 한번 설명을 드리겠습니다.
제어장치는 프로세스 조작을 지시하는 한 부품입니다. 입출력장치 간 통신을 제어하고 명령어들을 읽고 해석하며 데이터 처리를 위한 순서를 결정합니다.
레지스터는 cpu안에 있는 매우 빠른 임시기억장치를 가리킵니다. cpu와 직접 연결되어 있으므로 연산속도가 메모리보다 훨씬 빠른 속도를 보여줍니다. cpu는 자체적으로 데이터를 저장할 방법이 없기때문에 레지스터를 거쳐 데이터를 전달합니다.
산술논리연산장치는 덧셈, 뺄셈 같은 두 숫자의 산술연산과 배타적 논리합, 논리곱 같은 논리연산을 계산하는 디지털 회로입니다.
[cpu의 연산처리]
cpu에서 제어장치, 레지스터, 산술논리연산장치를 통해 연산하는 예는 다음과 같습니다.
- 제어장치가 메모리에 계산할 값을 로드합니다 또는 레지스터에도 로드합니다.
- 제어장치가 레지스터에 있는 값을 계산하라고 산술논리연산장치에 명령합니다.
- 제어장치가 계산된 값을 다시 레지스터에서 메모리로 계산한 값을 저장합니다.
인터럽트가 무엇인가요?
인터럽트는 어떤 신호가 들어왔을 때 CPU를 잠깐 정지시키는 것을 말합니다. 키보드, 마우스 등 입출력 디바이스로 인한 인터럽트, 0으로 숫자를 나누는 산술 연산에서의 인터럽트, 프로세스 오류 등으로 발생하게 됩니다.
인터럽트가 발생하게 되면 인터럽트 핸들러 함수가 모여있는 인터럽트 백터로 가서 인터럽트 핸들러 함수가 실행됩니다.
인터럽트 간에는 우선순위가 있고 우선순위에 따라 실행되며 인터럽트는 하드웨어 인터럽트, 소프트웨어 인터럽트 두가지로 나뉘게 됩니다.
하드웨어 인터럽트는 키보드를 연결하거나 마우스를 연결하는 등 입출력 디바이스에서 발생하는 인터럽트입니다. 이때 인터럽트 라인이 설계된 이후 순차적은 인터럽트 실행을 중지하고 운영체제에 시스템콜을 요청해서 원하는 디바이스 형태로 향해 디바이스에 있는 작은 로컬 버퍼에 접근하여 일을 수행합니다.
소프트웨어 인터럽트는 트랩이라고도 합니다. 프로세스 오류 등으로 프로세스가 실스템콜을 호출할 때 발동합니다.
DMA 컨트롤러가 뭐에요?
DMA 컨트롤러는 입출력 디바이스가 메모리에 접근할 수 있도록 하는 하드웨어 장치를 뜻합니다. cpu에만 많은 인터럽트 요청이 들어오기 때문에 cpu 부하를 막아주며 Cpu 일을 보조한다고 생각하시면 될 것 같습니다. 또한 하나의 작업을 cpu와dma 컨트롤러가 동시에 하는 것을 방지합니다.
메모리는 뭐에요?
메모리는 전자회로에서 데이터나 상태, 명령어 등을 기록하는 장치를 말합니다. 보통 RAM을 일컬어 메모리라고 합니다 cpu는 계산을 담당하고 메모리는 기억을 담당하게 됩니다.
공장에 비유하면 Cpu는 일꾼이고 메모리는 작업장이며 작업장의 크기가 곧 메머리의 크기입니다.
작업장이 클수록 창고에서 물건을 많이 가져다 놓고 많은 일을 할 수 있듯이 메모리가 크면 클수록 많은 일을 동시에 할 수 있어요 다다익램 아시죠?
타이머는 뭐에요?
타이머는 몇초안에 작업이 끝나야 한다는 것을 정하고 특정 프로그램에 시간제한을 다는 역할을 합니다.
시간이 많이 걸리는 프로그램이 작동할 때 제한을 걸기위해 존재합니다.
디바이스 컨트롤러는뭐에요?
디바이스 컨트롤러는 컴퓨터와 연결되어 있는 입출력 디바이스들의 작은 Cpu를 말합니다.
메모리에 대해 좀 더 자세히 얘기해줄 수 있을까요?
메모리 계층과 관리에 대해서 설명해 드리겠습니다.
메모리 계층은 레지스터, 캐시, 메모리, 저장장치로 구성되어 있습니다.
- 레지스터는 cpu안에 있는 작은 메모리로 휘발성이며 속도가 가장 빠르며 기억용량이 가장 작아요
- 캐시 : L1,L2 캐시를 지칭합니다 휘발성이며 속도가 빠르고 기억용량이 작습니다 참고로 L3 캐시도 있어요
- 주기억장치 : RAM을 지칭하며 휘발성이고 속도는 그저 그렇습니다. 기억용량 또한 보통입니다.
- 보조기억장치 : HDD, SDD를 말하며 휘발성이며 속도가 낮아요 기억용량이 많습니다.
램은 하드디스크로부터 일정량의 데이터를 복사해서 임시 저장하고 이를 필요시 마다 cpu에 빠르게 전달하는 역할을 합니다.
계층이 위로 올라갈수록 비싸지는데 용량은 작아지고 속도는 빨라진다는 특징이 있습니다.
이러한 계층이 있는 이유는 경제성과 캐시 때문입니다.
예를들어 16 램은 8만원이면 삽니다. 하지만 16 ssd는 훨씬 더 싼 가격에 살 수 있죠 이러한 경제성 때문에 계층을 두어 관리하게 됩니다.
이러한 계층구조는 일상생활에서 볼 수 있는데 게임을 하다보면 로딩중 많이 보이시죠? 이는 하드디스크 또는 인터넷에서 데이터를 읽어 램으로 전송하는 과정이 아직 끝나지 않았음을 뜻해요
메모리 계층에서 캐시는 뭐에요?
캐시는 데이터를 미리 복사해놓는 임시 저장소이자 빠른 장치와 느린 장치에서 속도 차이에 따른 병목현상을 줄이기 위한 메모리에요
이를통해 데이터를 접근하는 시간이 오래 걸리는 경우를 해결하고 무언가를 다시 계산하는 시간을 절약할 수 있습니다.
실제로 메모리와 cpu 사이의 속도 차이가 너무 크기때문에 그 중간에 레지스터 계층을 둬서 속도 차이를 해결합니다.
이렇게 속도 차이를 해결하기 위해 계층과 계층사이에 있는 계층을 캐싱계층이라고 표현합니다. 예를들어 캐시메모리와 보조기억 장치 사이에 있는 주기억장치를 보조기억장치의 캐싱계층이라고 할 수 있습니다.
지역성의 원리에대해 알아요?
캐시를 직접 설정할때는 어떻게 해야할까요?
자주 사용하는 데이터를 기반으로 설정해야 합니다. 그렇다면 자주 사용하는 데이터에 대한 근거가 되는 것은 무엇일까요? 바로 지역성인데요 지역성은 시간지역성과 공간지역성으로 나뉩니다
시간지역성은 최근 사용한 데이터에 다시 접근하려는 특성을 말합니다.
공간지역성은 최근 접근한 데이터를 이루고 있는 공간이나 그 가까운 공간에 접근하는 특성을 말합니다.
캐시에서 원하는 데이터를 찾았다면 캐시히트라고 하며 해당 데이터가 캐시에 없다면 주메모리로 가서 데이터를 찾아오는 것을 캐시미스 라고 합니다.
캐시매핑에 대해 아시나요?
캐시매핑이란 캐시가 히트되기 위해 매핑하는 방법을 말하며 cpu의 레지스터와 주 메모리(ram) 간에 데이터를 주고받을 때를 기반으로 실행합니다.
레지스터는 주 메모리에 비하면 굉장히 작고 주 메모리는 굉장히 크기 때문에 작은 레지스터가 캐시 계층으로써 역할을 잘 해주려면 이 매핑을 어떻게 하느냐가 중요합니다.
직접매핑 : 메모리가 1~1000이 있고 캐시가 1~10이 있다면 1:1~10, 2:1~20 이런식으로 매핑하는 것을 말합니다. 처리가 빠르지만 충돌이 잦습니다.
연관매핑 : 순서를 일치시키지 않고 관련있는 캐시와 메모리를 매핑합니다. 충돌이 적지만 모든 블록을 탐색해야해서 속도가 느립니다.
집합연관매핑 : 직접매핑과 연관매핑을 섞어둔 것입니다. 순서는 일치시키지만 집합을 둬서 저장하며 블록화가 되어있기 때문에 검색은 더 효율적입니다.
웹브라우저의 캐시에 대해서 아시나요?
소프트웨어적인 대표적인 캐시로는 웹 브라우저의 작은 저장소 쿠키, 로컬 스토리지, 세션 스토리지가 있습니다. 이러한 것들은 보통 사용자의 커스텀한 정보나 인증 모듈 관련 사항들을 웹 브라우저에 저장해서 추후 서버에 요청할 때 자신을 나타내는 아이덴티티나 중복 요청 방지를 위해 쓰입니다.
[쿠키]
쿠키는 만료기한이 있는 키-값 저장소입니다. same site 옵션을 strict로 설정하지 않았을 경우 다른 도메인에서 요청했을 때 자동 전송되며 4KB 까지 데이터를 저장할 수 있고 만료기한을 정할 수 있습니다.
쿠키를 설정할 떄는 document.cookie로 쿠키를 볼 수 없게 httponly 옵션을 거는 것이 중요하며, 클라이언트 또는 서버에서 만료기한 등을 정할 수 있는데 보통 서버에서 만료 기한을 정합니다.
[로컬 스토리지]
로컬 스토리지는 만료기한이 없는 키-값 저장소입니다. 10MB까지 저장할 수 있으며 웹 브라우저를 닫아도 유지되고 도메인 단위로 저장, 생성됩니다.
HTML5를 지원하지 않는 웹 브라우저에서는 사용할 수 없으며 클라이언트에서만 수정 가능합니다.
[세션스토리지]
세션스토리지는 만료기한이 없는 키-값 저장소입니다. 탭 단위로 세션 스토리지를 생성하며, 탭을 닫을 때 해당 데이터가 삭제됩니다. 5MB까지 저장이 가능하며 HTML5를 지원하지 않는 웹 브라우저에서는 사용할 수 없습니다. 클라이언트에서만 수정이 가능합니다.
[데이터베이스의 캐싱계층]
- 참고로 데이터베이스 시스템을 구축할 때도 메인 데이터베이스 위에 레디스 데이터베이스 계층을 캐싱 계층을 둬서 성능을 향상시키기도 합니다.
[3.2.2 메모리관리]
가상메모리가 뭐에요?
가상메모리는 메모리 관리 기법의 하나로 컴퓨터가 실제로 이용 가능한 메모리 자원을 추상화해서 이를 사용하는 사용자들에게 매우 큰 메모리로 보이게 만드는 것을 뜻합니다.
이때 가상적으로 주어진 주소를 가상 주소(logical address)라고 표현해요.
실제 메모리상에 있는 주소를 실제 주소(physical address)라고 합니다.
가상 주소는 메모리관리장치(MMU)에 의해 실제 주소로 변환되고, 이 덕분에 사용자는 실제 주소를 의식할 필요 없이 프로그램을 구출할 수 있게 됩니다.
가상 메모리는 가상 주소와 실제 주소가 매핑되어 있고 프로세스의 주소 정보가 들어가 있는 “페이지 테이블"로 관리됩니다. 이때 속도 향상을 위해 TLB를 사용해요
TLB > 메모리와 cpu사이에 있는 주소 변환을 위한 캐시입니다. 페이지 테이블에 있는 리스트를 보관하며 cpu가 페이지 테이블까지 가지 않도록 하여 속도를 향상시킬 수 있는 캐시 계층입니다.
스와핑에 대해서는 아시나요?
만약 가상 메모리에는 존재하지만 실제 메모리인 RAM에는 현재 없는 데이터나 코드에 접근할 경우 페이지 폴트가 발생합니다.
이를 방지하기 위해 당장 사용하지 않는 영역을 하드디스크로 옮겨 필요할 때 다시 RAM으로 불러와 올리고, 사용하지 않으면 다시 하드디스크로 내림을 반복하여 RAM을 효과적으로 관리하는 것을 스와핑이라고 합니다.
페이지폴트는 뭐에요?
페이지 폴트란 프로세스의 주소 공간에는 존재하지만 지금 이 컴퓨터의 RAM에는 없는 데이터에 접근했을 경우에 발생합니다.
이때 운영체제는 다음 과정으로 해당 데이터를 메모리로 가져와서 마치 페이지 폴트가 전혀 발생하지 않은 것처럼 프로그램이 작동하게 도와줍니다.
페이지 폴트와 그로 인한 스와핑은 다음 과정으로 이루어집니다.
- CPU는 물리 메모리를 확인하여 해당 페이지가 없으면 트랩을 발생해서 운영체제에 알립니다.
- 운영체제는 CPU의 동작을 잠시 멈춥니다.
- 운영체제는 페이지 테이블을 확인하여 가상 메모리에 페이지가 존재하는지 확인하고 없으면 프로세스를 중단하고 현재 물리 메모리에 비어있는 프레임이 있는지 찾습니다. 물리 메모리에도 없다면 스와핑이 발동됩니다.
- 비어있는 프레임이 해당 페이지를 로드하고 페이지 테이블을 최신화합니다.
- 중단되었던 CPU를 다시 시작합니다.
페이지 : 가상 메모리를 사용하는 최소 크기 단위 / 프레임 : 실제 메모리를 사용하는 최소 크기 단위
스레싱이 뭔가요?
스레싱은 메모리의 페이지 폴트율이 높은 것을 의미하며, 이는 컴퓨터의 심각한 성능 저하를 초래합니다.
스레싱은 메모리에 너무 많은 프로세스가 동시에 올라가게 되면 스와핑이 많이 일어나서 발생하는 것입니다.
페이지 폴트가 일어나면 CPU 이용률이 낮아집니다. CPU 이용률이 낮아지게 되면 운영체제는 CPU가 한가한가? 라고 생각하여 가용성을 더 높이기 위해 더 많은 프로세스를 메모리에 올리게 됩니다.
이와같은 악순환이 반복되며 스레싱이 일어나게 됩니다.
이를 해결하기 위한 방법으로는 메모리른 르리거나 HDD를 사용한다면 SSD로 바꾸는 방법이 있습니다.
이외에 운영체제에서 이를 해결할 수 있는 방법은 작업 세트와 PFF가 있습니다.
[작업세트]
작업세트는 프로세스의 과거 사용 이력인 지역성을 통해 결정된 페이지 집합을 만들어서 미리 메모리에 로드하는 것입니다. 미리 메모리에 로드하면 탐색에 드는 비용을 줄일 수 있고 스와핑 또한 줄일 수 있습니다.
[PFF]
페이지폴트 빈도를 조절하는 방법으로 상한선과 하한선을 만드는 방법입니다. 만약 상한선에 도달한다면 페이지를 늘리고 하한선에 돋라한다면 페이지를 줄이는 것입니다.
메모리 할당은 어떻게 되나요?
메모리에 프로그램을 할당할 때는 시작 메모리 위치, 메모리의 할당 크기를 기반으로 할당하는데, 연속 할당과 불연속 할당으로 나뉩니다
[연속할당]
연속 할당은 메모리에 연속적으로 공간을 할당하는 것을 말합니다.
프로세스 A,B,C가 순차적으로 들어오면 순차적으로 공간에 할당하는 것을 말합니다.
이는 메모리를 미리 나누어서 관리하는 고정분할 방식과 매 시점 프로그램의 크기에 맞게 메모리를 분할하여 사용하는 가변분할 방식이 있습니다.
[고정분할방식]
고정분할방식은 메모리를 미리 나누어 관리하는 방식이며, 메모리가 미리 나뉘어 있기 때문에 융통성이 없습니다. 또한 내부 단편화가 발생합니다.
내부단편화? : 메모리를 나눈 크기보다 프로그램이 작아서 들어가지 못하는 공간이 많이 발생하는 현상
[가변분할방식]
가변분할방식은 매 시점 프로그램의 크기에 맞게 동적으로 메모리를 나눠 사용합니다. 내부 단편화는 발생하지 않고 외부 단편하가 발생할 수 있습니다. 이는 최초적합, 최적접학, 최악적합이 있습니다.
외부단편화? : 메모리를 나눈 크기보다 프로그램이 커서 들어가지 못하는 공간이 많이 발생하는 현상, 예를들어 100MB를 55 45로 나눴지만 프로그램의 크기는 70일때 들어가지 못하는 것을 뜻함
- 최초적합 : 위쪽이나 아래쪽부터 시작해서 홀을 찾으면 바로 할당합니다.
- 최적적합 : 프로세스의 크기 이상인 공간 중 가장 작은 홀부터 할당합니다.
- 최악적합 : 프로세스의 크기와 가장 많이 차이가 나는 홀에 할당합니다.
[불연속할당]
메모리를 연속적으로 할당하지 않는 불연속할당은 현대 운영체제가 쓰는 방법으로 불연속 할당인 페이지 기법이 있습니다.
메모리를 동일한 크기의 페이지로 나누고(보통 4k) 프로그램마다 페이지 테이블을 두어 이를 통해 메모리에 프로그램을 할당하는 것입니다. 페이징 기법 말고도 세그멘테이션, 페이지드 세그멘테이션이 있습니다.
[페이징]
페이징은 동일한 크기의 페이지로 나누어 메모리의 서로 다른 위치에 프로세스를 할당합니다. 홀의 크기가 균힐하지 않은 문제가 없어지지만 주소 변환이 복잡해집니다.
[세그멘테이션]
세그멘테이션은 페이지 단위가 아닌, 의미 단위인 세그먼트로 나누는 방식입니다.
프로세스는 코드, 데이터, 스택, 힙, 등으로 이루어지는데, 코드와 데이터 등 이를 기반으로 나눌 수 있으며 함수 단위로 나눌 수도 있음을 의미합니다.
공유와 보안 측면에서 좋으며 홀 크기가 균일하지 않은 문제가 발생합니다.
[페이지드 세그멘테이션]
페이지드 세그멘테이션은 공유나 보안을 의미 단위인 세그먼트로 나누고, 물리적 메모리는 페이지를 나누는 것을 말합니다.
페이지 교체 알고리즘에 대해 아시나요?
메모리는 한정되어 있기 때문에 스와핑이 많이 일어납니다. 스와핑은 많이 일어나지 않도록 설계해야 하며 이는 페이지 교체 알고리즘을 기반으로 스와핑이 일어납니다.
[오프라인 알고리즘]
오프라인 알고리즘은 먼 미래에 참조되는 페이지와 현재 할당하는 페이지를 바꾸는 알고리즘이며 가장 좋은 방법입니다.
그러나 미래에 사용되는 프로세스를 우리가 알 수 없습니다. 즉 사용할 수 없는 알고리즘이지만 다른 알고리즘과의 성능 비교에 대한 기준을 제공해줍니다.
[FIFO]
가장 먼저 온 페이지를 교체 영역에 가장 먼저 놓는 방법을 의미합니다.
[LRU]
참조가 가장 오래된 페이지를 바꿉니다. 오래된 것을 파악하기 위해 각 페이지마다 계수기, 스택을 두어야 하는 문제점이 있습니다.
LRU를 구현할때는 보통 두개의 자료구조를 사용합니다. 해시 테이블과 이중 연결리스트 입니다. 해시 테이블은 이중 연결 리스트에서 빠르게 찾을 수 있도록 쓰고, 이중 연결 리스트는 한정된 메모리를 나타냅니다.
[NUR]
일명 clock 알고리즘 이라고하며 0과 1을 가진 비트를 두게됩니다.
1은 최근에 참조되었고 0은 참조되지 않음을 의미합니다.
시계 방향으로 돌면서 0을 찾고 0을 찾은 순간 해당 프로세스를 교체하고 해당 부분을 1로 바꾸는 알고리즘 입니다.
[LFU]
가장 참조횟수가 적은 페이지를 교체합니다. 즉 많이 사용되지 않는 것을 교체하는 것입니다.
[3.3 프로세스와 스레드]