[C++] 메모리 할당

0. 참고자료

 

프로그램의 메모리 세그먼트 구조 : Code(text), Data(data, bss) Segment, Stack, Heap

 

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1. 프로세스 메모리 구조와 할당

 

Segment 방식은 가상주소(virtual address)인 논리적 주소(logical address)를 사용한다.

 

프로그램에 따른 상대적 위치를 바탕으로 Offset을 더하는 방식으로 메모리의 물리적 주소(physical address)에 접근한다.

 

 

위로 갈수록 조금이라도 더 정적?이라고 할 수 있겠다.

 

 

가. 정적 할당

 

컴파일 단계에서 메모리를 결정하는 것.

• code/ text segment
• Data segment
• BSS segment

Data segment와 BSS segment를 나누는 이유는 데이터를 보다 효율적으로 처리하고 관리하기 위해서다.

 

기본적으로, 실행 파일은 디스크 상에 위치해 있으며 프로그램이 실행될 때 운영 체제에 의해 RAM으로 로드된다.

 

이때 Data Segment와 BSS Segment는 다음과 같이 처리된다:

1. Data Segment
   : 초기화된 전역 변수와 정적 변수를 포함한다.
   : 프로그램이 로드될 때, 이러한 값들은 디스크 상의 실행 파일에서 RAM으로 복사됩니다.
   : 따라서 이 데이터들은 디스크에 저장되어 있는 상태에서 시작하며, 프로그램이 실행될 때 메모리로 불러와집니다.
2. BSS Segment
   : 초기화되지 않은 전역 변수와 정적 변수를 저장한다.
   : 프로그램이 시작될 때, 이러한 변수들은 디스크 상의 실행 파일에 포함되어 있지 않습니다.
   : 대신에, BSS 세그먼트는 프로그램이 실행될 때 생성되며, 운영 체제에 의해 메모리 상에 할당되고 모든 변수들은 0으로 초기화됩니다.

 

Data Segment와 BSS Segment를 구분함으로써, 우리는 초기화된 데이터와 초기화되지 않은 데이터를 분리하여, 메모리를 보다 효과적으로 관리하고, 프로그램의 실행 속도를 향상할 수 있습니다.

 

출처 : ChatGPT 4.0

 

나. 동적 할당

 

런타임 시 메모리를 할당하는 것.

• Heap
• Stack

하나의 함수 호출에 의해 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(stack frame)이라고 한다.

 

Stack은 재귀함수가 호출된다고 했을 때 매번 새로운 스택 프레임을 생성한다.

 

즉, 기존 재귀함수 내의 지역변수로 선언하게 되면 해당 변수는 독립적이고 다른 함수에 있는 변수에 영향을 끼치지 않는다.

 

대부분의 시스템에서 기본 스택 크기는 생각보다 작습니다.

 

따라서, 이 방법으로 큰 배열을 선언하면 스택 오버플로우를 일으킬 수 있습니다.

 

힙은 스택보다 훨씬 큰 메모리 공간을 가지고 있기 때문에, 큰 데이터 구조를 저장하는 데 적합합니다.

 

아래 문제를 참고.

[알고리즘] 1859. 백만 장자 프로젝트

 

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