5 User Space in Process (프로세스 사용자 영역)

메모리 관리의 기본 개념 중 하나는 사용자 영역(User Space)과 커널 영역(Kernel Space) 사이의 구분입니다.

 

커널 영역 (Kernel Space): 운영체제 커널이 동작하는 영역입니다. 이 부분은 시스템 리소스 및 운영체제의 핵심 기능을 지원하는 데이터 및 코드로 채워져 있습니다. 커널 영역은 일반적으로 시스템 레벨의 권한이 필요한 작업들을 처리합니다.

운영체제는 커널 영역에 적재된 PCB를 통해 프로세스를 관리

사용자 모드 (User Space): 사용자 영역은 사용자 응용 프로그램이 실행되고 동작하는 공간입니다. 여기에는 텍스트 편집기, 웹 브라우저, 게임과 같은 응용 프로그램들이 사용하는 메모리가 포함됩니다. 이 공간에서 응용 프로그램은 시스템 리소스에 제한된 접근을 갖게 되어 격리와 보안 수준이 유지됩니다. 

 

 

 

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사용자 영역에는 다양한 영역들이 존재합니다. 

 

1) 코드 영역 (Code Segment): 프로그램의 실행 코드가 저장되는 부분입니다. CPU는 이 코드를 하나씩 실행하여 프로세스의 동작을 수행합니다.

 

2) 데이터 영역 (Data Segment): 정적 변수, 전역 변수 등 프로그램의 데이터가 저장되는 부분입니다. 프로그램이 실행되면서 생성되는 동적인 데이터도 이 영역에 할당될 수 있습니다.

3) 스택 영역 (Stack Segment): 함수 호출과 관련된 정보, 지역 변수, 함수의 반환 주소 등이 저장되는 부분입니다. 스택은 후입선출(LIFO) 구조로 데이터를 저장하며, 함수 호출과 반환에 따라 계속 변합니다.

 

4) 힙 영역 (Heap Segment): 동적 할당을 위한 공간으로 프로그램의 실행 중에 동적으로 할당되는 메모리를 위한 영역입니다. 사용자가(=프로그래머) 직접 메모리를 할당하고 해제하는 데 사용되며, 주로 동적 데이터 구조나 가변 크기의 데이터를 저장하는 데 활용됩니다. 요즘 언어들은 가비지 컬렉션으로 할당한 공간을 자동으로 제거해줍니다. 하지만 C언어와 같은 언어들은 이러한 기능이 없기 때문에 공간을 사용하고 방치하면 메모리 누수(Memory leak)가 일어납니다. 

 

이러한 영역들은 프로세스가 실행되는 동안 동적으로 변하며, 각각의 역할에 따라 메모리가 할당되고 사용됩니다.

 

 

 

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Kernel Space
The kernel space is a privileged area of memory where the core components of the operating system, including device drivers and system call interfaces, reside. It has elevated system-level permissions, allowing it to control hardware and manage critical system functions.

User Space
The user space is the memory region where user applications execute, isolated from the kernel. It contains the code, data, and stack segments of user programs, operating with restricted permissions to ensure security and stability.