페이징(Paging) 기법이 가상 메모리 시스템에서 어떻게 작동하는지 설명하고, 페이지 테이블(Page Table)과 TLB(Translation Lookaside Buffer)의 역할 및 이들이 메모리 접근 속도에 미치는 영향에 대해 논해보세요.

페이징은 가상 메모리 시스템에서 메모리를 관리하는 중요한 기법입니다. 가상 주소 공간을 고정된 크기의 페이지로 나누고, 이 페이지들을 물리 메모리의 프레임에 매핑합니다.

페이지 테이블은 가상 페이지 번호와 물리 프레임 번호 간의 매핑 정보를 저장하는 테이블입니다. CPU가 가상 주소에 접근하려고 할 때, 페이지 테이블을 참조하여 해당 가상 페이지가 어떤 물리 프레임에 매핑되어 있는지 확인합니다. 만약 페이지 테이블에 해당 정보가 없다면 페이지 폴트가 발생하고, 운영체제는 디스크에서 해당 페이지를 가져와 물리 메모리에 로드합니다.

TLB는 페이지 테이블에 대한 캐시 역할을 합니다. 최근에 사용된 가상-물리 주소 변환 정보를 저장하여 페이지 테이블 접근 횟수를 줄이고 메모리 접근 속도를 향상시킵니다. TLB에 원하는 정보가 있다면 (TLB hit), 페이지 테이블을 거치지 않고 바로 물리 주소를 얻을 수 있어 메모리 접근 시간을 크게 단축할 수 있습니다. TLB miss가 발생하면 페이지 테이블을 참조해야 하므로 메모리 접근 시간이 늘어납니다.