[컴퓨터구조] 메모리 구조 (Memory Structure)

메모리 구조

프로그램 실행시 운영체제는 해당 프로그램을 위한 메모리 공간(지역, 전역 변수 선언 등)을 할당

 

 

 

코드(Code)

• 코드 영역은 프로그래머가 작성한 소스코드가 들어 가는 부분이다.
• 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역으로 텍스트 영역으로도 불린다.
• 실행 파일은 코드 영역에 구성된 명령어들로 메모리 영역에 함수, 제어문, 상수 등을 지정시킨다.

 

데이터(Data)

• 전역 변수 및 static변수 할당 영역
• 프로그램 시작시 할당, 종료 후 메모리에서 소멸

#include <stdio.h>

int a = 10; // 데이터 영역에 할당
int b = 20; // 데이터 영역에 할당

int main() {
	static int c = 30; // 데이터 영역에 할당
	return 0;
}

 

힙(Heap)

• 프로그래머가 직접 할당하는 영역, 필요에 의해 동적 메모리 할당
  • 고수준 언어의 경우 가비지 컬렉터가 자동으로 관리하는 영역
• 할당해야 할 메모리의 크기를 프로그램이 실행되는 동안(런 타임때) 결정해야 하는 경우 사용되는 공간
  • 보통 스택 영역보다 큰 메모리를 할당받아 사용
• 메모리의 낮은 주소부터 높은 주소 방향으로 할당

장점

• 변수는 전역적으로 엑세스 할 수 있다.
• 메모리 크기 제한이 없다.

단점

• 상대적 느린 엑세스 (할당/해제가 느림)
• 메모리 관리가 필요 (변수 할당/해제 책임)
• 운영체제마다 메모리 관리 체계가 다름

int main() {
	// 정상적인 배열선언
	int arr[10]; // 메모리 40바이트

	// 비 정상적인 배열선언
	int i = 10; // 4바이트

	scanf("%d", &i);
	int arr[i]; // 메모리 4바이트

	return 0;
}

• 상수를 사용한 정상적 배열 선언은 컴파일때 메모리를 할당 받는다.
• 'i = 10'이라 선언되어도 컴파일러는 초기화를 무시하기 때문에 4바이트로 인식한다.
• 위와 같은 이유로 지역변수는 런타임때 크기가 결정되기에 메모리크기를 알수 없다. 단, 선언된 자료형의 크기만 알 수 있다.

 

스택(Stack)

• 정적 메모리 할당 영역
• 함수 호출시 생성되는 지역, 매개 변수 할당 영역
• 함수 호출 완료 후 소멸
• 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보는 스택 프레임(stack frame)에 저장
• 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소 방향으로 할당

장점

• 매우 빠른 액세스 (할당/해제 빠름)
• 변수를 명시적으로 할당/해제 할 필요가 없음

단점

• 메모리 크기 제한
• 지역 변수에만 적용

#include <stdio.h>

void fct1(int);
void fct2(int);

int a = 10;	// 데이터 영역에 할당
int b = 20;	// 데이터 영역에 할당

int main() {

	int i = 100;	// 지역변수 i가 스택 영역에 할당

	fct1(i);
	fct2(i);

	return 0;
}

void fct1(int c) {
	int d = 30;	// 매개변수 c와 지역변수 d가 스택영역에 할당
}

void fct2(int e) {
	int f = 40;	// 매개변수 e와 지역변수 f가 스택영역에 할당
}

• main의 지역변수 i가 스택영역에 할당
• fct1함수 호출에 지역변수 d가 스택영역에 할당
• fct2함수 호출에 지역변수 f가 스택영역에 할당