참조 지역성(locality of reference)의 정의
동일한 값 또는 해당 값에 관계된 스토리지 위치가 자주 액세스되는 특성. 지역성의 원리(principle of locality)라고도 불린다. 참조 지역성에는 3가지 기본형이 있다: 시간, 공간, 순차(sequential) 지역성.

참조 지역성의 종류
공간(spatial) 지역성 : 특성 클러스터의 기억 장소들에 대해 참조가 집중적으로 이루어지는 경향
시간(temporal) 지역성 : 최근 사용되었던 기억 장소들이 집중적으로 액세스되는 경향
순차(sequential) 지역성 : 데이터가 순차적으로 액세스되는 경향. 프로그램 내의 명령어가 순차적으로 구성되어 있음은 대표적인 경우. 공간 지역성에 편입되어 설명되기도 한다.
참조 지역성의 대표적 발생 원인
1. 프로그램의 순차적 실행 경향. 프로그램에서 분기(branch)와 프로시저 호출(procedure call)은 상대적으로 타 명령어에 비해 참조 빈도가 적다.
2. 짧은 시간 동안 몇 개의 프로시저들로 국한되어 명령어들이 참조되는 경향. 프로그램은 일반적으로 한정된 수의 프로시저들이 계속 호출하며 실행되는 상태를 유지한다.
3. (LOOP등으로 대표되는) 대부분의 반복 구조의 경우 비교적 적은 수의 명령어들로 구성됨. 연속된 작은 부분에 국한되어 계산이 이루어짐.
4. 대부분의 프로그램에 배열 또는 레코드와 같은 데이터 구조에 대한 처리가 많음. 이러한 데이터 구조에 대한 연속적인 참조는 가깝게 인접해 있는 데이터 항목에 대한 참조임.

참조 지역성의 활용

사용자 삽입 이미지

S1은 빠른 액세스 속도의 메모리 크기, S2는 느린 액세스 속도의 메모리 크기.
1. 기억/저장 장치의 계층적 구성을 통한 액세스 효율의 극대화. 예) 주기억장치 캐시 메커니즘, 가상 기억장치, 디스크 캐시, HSM 등.
2. Working Set을 통한 thrashing 방지.
2. CDN에서의 공간 지역성을 활용한 지역 cache 서버의 구성.
3. CPU의 명령어 pre-fetch 알고리즘
reference:
컴퓨터시스템구조론(Computer Organization & Architecture Designing for
Performance). William Stallings, 김종현 역
Operating System Concepts, 6th Ed. Silberschatz/Galvin/Gagne
Locality of reference. Wikipedia
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Posted by 어쨌건간에