5. 메모리

1) 메모리 주소

16진수

컴퓨터에서 데이터를 처리하기 위해 10진수보다 16진수를 사용하는 경우가 많다. 16진수가 2진수를 간단하게 표현할 수 있다는 점 때문이다.

10진수와 16진수로 ASCII 코드 “A, B, C”를 표현해보자. 10진수는 65,66,67에 해당하고 이를 2진수로 나타내면 01000001, 01000010, 01000011 이 되는데 보다시피 길이가 너무 길어진다. 16진수로 표현하면 0x41, 0x42, 0x43 으로 표현된다. 이때 0x 뒤의 2개의 16진수는 1byte의 2진수로 변환되기에 정보 표현에 유용하다.

2) 포인터

포인터는 메모리 주소를 가르킨다.

C에서는 * 연산자를 활용해 메모리 주소에 있는 값을 받아온다.

3) 문자열

문자열은 문자의 배열이다. 각각 저장되어 있고 마지막 문자 다음에 |0이 저장된다. 문자열의 첫 값을 불러오면 컴퓨터는 알아서 |0까지 모든 문자를 하나의 문자열로 판단하고 불러온다.

4) 문자열 비교

같은 문자열을 서로 다른 변수에 저장한 뒤 같은지 확인해보면 다르다고 나온다. 왜냐하면 변수에 저장된 것은 문자열이 아닌 주소값이기 때문이다.

문자열을 비교하려면 실제 문자열이 저장된 곳에서 문자 하나 하나를 비교해야한다.

5) 문자열 복사

할당으로 복사를 하면 메모리 주소 값을 복사하는 얕은 복사가 이루어지기에 메모리 할당 함수를 사용해 깊은 복사를 해야한다.

C에서는 malloc이라는 함수가 있다. 정해진 크기만큼 메로리를 할당하는 함수로 문자열의 길이에 널 종단 문자까지 +1 해서 사용하면 깊은 복사를 만들 수 있다.

6) 메모리 할당과 해제

프로그래밍 언어에서 사용한 메모리는 해제해야 한다. 메모리에 저장한 값이 쓰레기 값으로 남아 메모리 용량의 낭비인 메모리 누수를 발생하기 때문이다.

고수준 언어에서는 이를 자동으로 처리해주는 가비지 컬렉터가 내장되어 있지만 C와 같은 저수준 언어에서는 개발자가 신경써야한다.

C에서는 free 함수를 이용한다고 한다.

7) 메모리 교환, 스택, 힙

한정된 메모리 공간을 효율적으로 사용하기 위해 메모리는 다음과 같이 저장 구역이 나눠져 있다.

머신코드 영역 - 프로그램이 실행될 때 프로그램이 컴파일된 바이너리가 저장된다.

글로벌 영역 - 프로그램 안에서 저장된 전역 변수가 저장된다.

힙 영역 - malloc으로 할당된 메모리 데이터가 저장된다. - 메모리가 더 할당될수록 사용하는 메모리 범위가 아래로 늘어난다.

스택 - 프로그램 내 함수와 관련된 것들이 저장된다. - 함수가 더 많이 호출될수록 사용하는 메모리 범위가 점점 위로 늘어난다.

늘어날수록 기존 값을 침범하는 상황이 발생하는데 이를 힙 오버플로우, 스택 오버플로우라고 한다.

8) 파일 쓰기

사용자로부터 값을 입력받아 파일에 출력하는 프로그램을 만들 수 있음

9) 파일 읽기

JPEG 파일 여부 검사하는 프로그램을 작성