파일 시스템

파일 시스템

Prerequisite

• 데이터는 파일 형태로 저장 장치에 저장
• 파일 수 증가 ➡️ 디렉토리 개념 필요 ➡️ 파일시스템 필요
  • 파일을 편리하고 효과적으로 생성/수정/접근/삭제 할 수 있도록 관리하는 체계

주요 특징

• 저장 공간 관리 및 접근
  • 저장 장치의 효율적인 활용, 특정 파일/디렉토리 접근 등
• 메타데이터 활용
  • 파일과 관련된 부가 정보 관리
• 다양한 부가 기능 제공
  • 압축, 암호화, 저널, 동적 할당, 다국어 지원 등
• 파일 시스템 또한 파일을 포함하도록 할당된 하드디스크 영역의 일부
  • 일반 파일과 동일하게 마운트됨
  • 현대의 파일 시스템은 트리 구조의 디렉토리를 채택
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파일 시스템 내부 구조

• 메타 영역 + 데이터 영역

• 메타영역
  • 파일의 메타데이터가 저장되는 영역
  • e.g.) 파일의 이름, 위치, 크기, 속성, 시간 정보, 삭제 유무 등
• 데이터 영역
  • 파일의 실제 데이터가 저장되는 영역
• 파일을 열거나 실행하기 전까지는 메타 정보만을 이용하여 탐색
• 파일을 실행하면 메타 정보를 기반으로 실제 데이터 접근

데이터 처리 단위

클러스터, 블록, 페이지

• 일반적으로 저장 장치는 섹터라는 최소한의 데이터 입/출력 단위를 사용
  • 일반적으로 512Byte (4 KiB 등도 존재)

• 파일 시스템은 입/출력을 위해 클러스터, 블록, 페이지 등의 단위를 사용

  • e.g.) 4mb 를 쓰기위해서 \(\textrm{512byte} \rightarrow \textrm{8,192번}\) / \(\textrm{4KiB} \rightarrow \textrm{1,024번}\)

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• 클러스터는 파일과 폴더에 대해서 디스크 공간을 할당하는 단위
  • 논리적으로 연속된 섹터들을 하나로 묶어서 사용하는 방식
• 슬랙
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  • 고정 길이 처리 단위 때문에 발생하는 낭비되는 공간

파일 시스템 종류

• MS-DOS

  • FAT(File Allocation Table)
  • 파일의 위치 정보를 기록한 테이블을 이용한 단순한 구조
  • 구조가 단순하여 액세스 속도가 빠르다
  • 하지만, 안전성과 보안성이 다른 파일 시스템에 비해서 취약하고 용량이 작다.

• Windows

  • NTFS (New Technology File System)
  • FAT의 한계점을 개선한 파일 시스템
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파일 시스템마다, 파일을 실제 관리하는 방식의 세부사항이 다르므로 필요에 따라서 추가적으로 학습을 진행하는 것이 적절하겠다.