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파일 시스템(File System)

컴퓨터에서 파일이나 자료를 쉽게 발견할 수 있도록, 유지 및 관리하는 방법이다.

저장매체에는 수많은 파일이 있기 때문에, 이런 파일들을 관리하는 방법을 말한다.

특징

• 커널 영역에서 동작

• 파일 CRUD 기능을 원활히 수행하기 위한 목적

• 계층적 디렉터리 구조를 가짐

• 디스크 파티션 별로 하나씩 둘 수 있음

역할

• 파일 관리
• 보조 저장소 관리
• 파일 무결성 메커니즘
• 접근 방법 제공

개발 목적

• 하드디스크와 메인 메모리 속도차를 줄이기 위함
• 파일 관리
• 하드디스크 용량 효율적 이용

구조

• 메타 영역 : 데이터 영역에 기록된 파일의 이름, 위치, 크기, 시간정보, 삭제유무 등의 파일 정보
• 데이터 영역 : 파일의 데이터

접근 방법

1. 순차 접근(Sequential Access)

   가장 간단한 접근 방법으로, 대부분 연산은 read와 write

   

   현재 위치를 가리키는 포인터에서 시스템 콜이 발생할 경우 포인터를 앞으로 보내면서 read와 write를 진행. 뒤로 돌아갈 땐 지정한 offset만큼 되감기를 해야 한다. (테이프 모델 기반)

2. 직접 접근(Direct Access)

   특별한 순서없이, 빠르게 레코드를 read, write 가능

   

   현재 위치를 가리키는 cp 변수만 유지하면 직접 접근 파일을 가지고 순차 파일 기능을 쉽게 구현이 가능하다.

   무작위 파일 블록에 대한 임의 접근을 허용한다. 따라서 순서의 제약이 없음

   대규모 정보를 접근할 때 유용하기 때문에 '데이터베이스'에 활용된다.

3. 기타 접근

   직접 접근 파일에 기반하여 색인 구축

   

   크기가 큰 파일을 입출력 탐색할 수 있게 도와주는 방법임

디렉터리와 디스크 구조

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• 1단계 디렉터리

  가장 간단한 구조

  파일들은 서로 유일한 이름을 가짐. 서로 다른 사용자라도 같은 이름 사용 불가

  

• 2단계 디렉터리

  사용자에게 개별적인 디렉터리 만들어줌

  • UFD : 자신만의 사용자 파일 디렉터리
  • MFD : 사용자의 이름과 계정번호로 색인되어 있는 디렉터리
  

• 트리 구조 디렉터리

  2단계 구조 확장된 다단계 트리 구조

  한 비트를 활용하여, 일반 파일(0)인지 디렉터리 파일(1) 구분

  

• 그래프 구조 디렉터리

  순환이 발생하지 않도록 하위 디렉터리가 아닌 파일에 대한 링크만 허용하거나, 가비지 컬렉션을 이용해 전체 파일 시스템을 순회하고 접근 가능한 모든 것을 표시

  링크가 있으면 우회하여 순환을 피할 수 있음

  

[참고 자료]

• 링크