스택 메모리 - seutaeg memoli

메모리의 구조

메모리의 구조

프로그램이 실행되기 위해서는 먼저 프로그램이 메모리에 로드(load)되어야 합니다.

또한, 프로그램에서 사용되는 변수들을 저장할 메모리도 필요합니다.

따라서 컴퓨터의 운영체제는 프로그램의 실행을 위해 다양한 메모리 공간을 제공하고 있습니다.

프로그램이 운영체제로부터 할당받는 대표적인 메모리 공간은 다음과 같습니다.

1. 코드(code) 영역

2. 데이터(data) 영역

3. 스택(stack) 영역

4. 힙(heap) 영역

다음 그림은 운영체제가 제공하는 메모리 공간을 표현하고 있습니다.

코드(code) 영역

메모리의 코드(code) 영역은 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역으로 텍스트(code) 영역이라고도 부릅니다.

CPU는 코드 영역에 저장된 명령어를 하나씩 가져가서 처리하게 됩니다.

데이터(data) 영역

메모리의 데이터(data) 영역은 프로그램의 전역 변수와 정적(static) 변수가 저장되는 영역입니다.

데이터 영역은 프로그램의 시작과 함께 할당되며, 프로그램이 종료되면 소멸합니다.

스택(stack) 영역

메모리의 스택(stack) 영역은 함수의 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역입니다.

스택 영역은 함수의 호출과 함께 할당되며, 함수의 호출이 완료되면 소멸합니다.

이렇게 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(stack frame)이라고 합니다.

스택 프레임에 대한 더 자세한 사항은 C언어 스택 프레임 수업에서 확인할 수 있습니다.

C언어 스택 프레임 수업 확인 =>

스택 영역은 푸시(push) 동작으로 데이터를 저장하고, 팝(pop) 동작으로 데이터를 인출합니다.

이러한 스택은 후입선출(LIFO, Last-In First-Out) 방식에 따라 동작하므로, 가장 늦게 저장된 데이터가 가장 먼저 인출됩니다.

스택 영역은 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당됩니다.

힙(heap) 영역

메모리의 힙(heap) 영역은 사용자가 직접 관리할 수 있는 '그리고 해야만 하는' 메모리 영역입니다.

힙 영역은 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제됩니다.

힙 영역은 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당됩니다.

메모리의 동적 할당에 대한 더 자세한 사항은 C언어 메모리의 동적 할당 수업에서 확인할 수 있습니다.

C언어 메모리의 동적 할당 수업 확인 =>

연습문제

• 연습문제1
• 연습문제2
• 연습문제3
• 연습문제4
• 연습문제5

해당 Post는 스택(Stack)과 힙(Heap) 차이점를 정리한 파일이다.

메모리 구조

프로그램이 실행되기 위해서는 먼저 프로그램이 메모리에 로드(load)되어야 합니다.

또한, 프로그램에서 사용되는 변수들을 저장할 메모리도 필요합니다.

따라서 컴퓨터의 운영체제는 프로그램의 실행을 위해 다양한 메모리 공간을 제공하고 있습니다.

프로그램이 운영체제로부터 할당받는 대표적인 메모리 공간은 4가지 있습니다.

1. 코드(code) 영역

2. 데이터(data) 영역

3. 스택(stack) 영역

4. 힙(heap) 영역

코드(code) 영역

메모리의 코드(code) 영역은 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역으로 텍스트(code) 영역이라고도 부릅니다.

CPU는 코드 영역에 저장된 명령어를 하나씩 가져가서 처리하게 됩니다.

데이터(data) 영역

메모리의 데이터(data) 영역은 프로그램의 전역 변수와 정적(static) 변수가 저장되는 영역입니다.

데이터 영역은 프로그램의 시작과 함께 할당되며, 프로그램이 종료되면 소멸합니다.

스택(stack) 영역

메모리의 스택(stack) 영역은 함수의 호출과 관계되는 지역 변수와 매개변수가 저장되는 영역입니다.

스택 영역은 함수의 호출과 함께 할당되며, 함수의 호출이 완료되면 소멸합니다.

이렇게 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(stack frame)이라고 합니다.

스택 영역은 푸시(push) 동작으로 데이터를 저장하고, 팝(pop) 동작으로 데이터를 인출합니다.

이러한 스택은 후입선출(LIFO, Last-In First-Out) 방식에 따라 동작하므로, 가장 늦게 저장된 데이터가 가장 먼저 인출됩니다.

스택 영역은 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당됩니다.

힙(heap) 영역

메모리의 힙(heap) 영역은 사용자가 직접 관리할 수 있는 ‘그리고 해야만 하는’ 메모리 영역입니다.

힙 영역은 사용자에 의해 메모리 공간이 동적으로 할당되고 해제됩니다.

힙 영역은 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당됩니다.

스택과 힙의 장단점

스택

매우 빠른 액세스

변수를 명시 적으로 할당 해제 할 필요가 없습니다.

공간은 CPU에 의해 효율적으로 관리되고 메모리는 단편화되지 않습니다.

지역 변수 만

스택 크기 제한 (OS에 따라 다름)

변수의 크기를 조정할 수 없습니다.

힙

변수는 전역 적으로 액세스 할 수 있습니다.

메모리 크기 제한 없음

(상대적으로) 느린 액세스

효율적인 공간 사용을 보장하지 못하면 메모리 블록이 할당 된 후 시간이 지남에 따라 메모리가 조각화되어 해제 될 수 있습니다.

메모리를 관리해야합니다 (변수를 할당하고 해제하는 책임이 있습니다)

변수는 C언어 realloc() or 자바 new

목차

• 메모리
• 코드(code) 영역
• 데이터(data) 영역
• 힙(heap) 영역
• 스택(stack) 영역
• 오버 플로우

메모리

위 그림과 같이, 프로그램이 실행되기 위해서는 운영체제(OS)가 프로그램의 정보를 메모리에 로드 해야 한다.

또한 프로그램이 실행되는 동안 CPU가 코드를 처리하기 위해서는, 메모리가 명령어와 데이터들을 저장해야 한다.

이렇게 프로그램이 운영체제(OS)로 부터 할당받는 대표적인 메모리 공간은 코드(code) 영역, 데이터(data) 영역, 힙(heap) 영역, 스택(stack) 영역으로 구성되어 있다.

코드(code) 영역

코드 영역은 실행할 프로그램의 코드가 저장되는 영역이다.

텍스트 영역이라고 부르기도 한다.

CPU는 코드 영역에 저장된 명령을 하나씩 가져가서 처리하게 된다.

프로그램이 시작하고 종료될 때 까지 메모리에 계속 남아있는다.

데이터(data) 영역

데이터 영역은 프로그램의 전역 변수와 정적(static) 변수가 저장되는 영역이다.

프로그램의 시작과 함께 할당되며 프로그램이 종료되면 소멸한다.

힙(heap) 영역

힙 영역은 프로그래머가 직접 공간을 할당, 해제하는 메모리 공간이다.

힙 영역에서 malloc() 또는 new 연산자를 통해 메모리를 할당하고, free() 또는 delete 연산자를 통해 메모리를 해제한다.

힙 영역은 선입선출(FIFO, First-In First-Out)의 방식으로, 가장 먼저 들어온 데이터가 가장 먼저 인출 된다.

이는 힙 영역이 메모리의 낮은 주소에서 높은 주소의 방향으로 할당되기 떄문이다.

위의 그림으로 설명하면, 위(낮은 주소)부터 차곡차곡 아래(높은 주소) 방향으로 데이터가 쌓인다고 생각하면 된다.

스택(stack) 영역

스택 영역은 프로그램이 자동으로 사용하는 임시 메모리 영역이다.

함수 호출 시 생성되는 지역 변수와 매개 변수가 저장되는 영역이고, 함수 호출이 완료되면 사라진다.

이때 스택 영역에 저장되는 함수의 호출 정보를 스택 프레임(stack frame) 이라고 한다.

스택 영역에서 푸시(push) 로 데이터를 저장하고, 팝(pop) 으로 데이터를 인출한다.

스택 영역은 후입 선출(LIFO, Last-In First-Out) 의 방식으로, 가장 나중에 들어온 데이터가 가장 먼저 인출 된다.

이는 스택 영역이 메모리의 높은 주소에서 낮은 주소의 방향으로 할당 되기 때문이다.

위의 그림으로 설명하면, 가장 아래(높은 주소)부터 차곡차곡 위(낮은 주소)의 방향으로 데이터가 쌓인다고 생각하면 된다.

오버 플로우

오버 플로우란 영어로 넘쳐흐른다는 뜻 이다.

말 그대로, 한정된 메모리 공간이 부족하여 메모리 안에 있는 데이터가 넘쳐 흐르는 현상이다.

오버 플로우의 종류 중에 힙 오버 플로우와 스택 오버 플로우가 있다.

힙은 메모리 위쪽 주소부터 할당되고, 스택은 메모리 아래쪽 주소부터 할당되기 때문에 각 영역이 상대 공간을 침범하는 일이 발생할 수 있다.

이때 힙이 스택을 침범하는 경우를 힙 오버 플로우라 하고, 스택이 힙을 침범하는 경우를 스택 오버 플로우라고 한다.

위 글은 edwith 사이트의 <cs50> 강의 시청과

부스트 코딩 뉴비 챌린지 2020 활동 팀원들과 토론을 통해 공부한 내용을 작성한 것 입니다.

내용상 오류가 있다면 댓글로 적어주세요. 🖐

2020/07/23 - [Life/2020] - [대외활동] 부스트 코딩 뉴비 챌린지 2020

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