46_파일 시스템 구조 (File System Structure)

46_파일 시스템 구조 (File System Structure)

 

디스크는 여러 개의 파일을 저장하는데 다음 두 가지 중요한 특성을 가지고 있다.

1. 디스크는 추가 장소를 사용하지 않고 재기록이 가능하다. 디스크로부터 한 블록을 읽고 변경하여 같은 장소에 재기록이 가능하다.
2. 디스크에 있는 임의의 블록의 정보를 직접 접근 할 수 있다. 따라서 임의의 파일을 순차적 또는 무작위 방법으로 쉽게 접근 할 수 있다. 그리고 한 파일로부터 다른 파일로 전환이 요구 될 때 읽기-쓰기 헤드를 이동시키고 디스크가 회전하는 동안 기다리면 된다.

 

디스크는 한 번에 한 바이트를 전송하는 대신 입/출력 효율을 향상시키기 위해 메모리와 디스크간의 입/출력 전송은 블록 단위로 실행 된다. 각 블록은 하나 이상의 섹터이다. 디스크 드라이브에 따라 섹터는 32바이트 ~ 4096 바이트 까지 사용하지만 일반적으로 512 바이트를 사용한다.

 

디스크를 보다 효율적이고 편리하게 사용하기 위해서 운영체제는 디스크 내에 반드시 하나 이상의 파일 시스템을 구성한다. 파일 시스템은 크게 상이한 두 가지의 설계 문제를 제기한다.

1. 파일 시스템이 사용자에게 어떻게 보여야 할지를 정의하는 것이다. 속성, 디렉토리 구조, 파일에 허용되는 연산 등을 포함한다.
2. 논리 파일 시스템을 물리적인 보조 저장 장치로 매핑하는 알고리즘과 자료 구조를 만드는 것

 

파일 시스템 자체는 통상 여러 수준으로 구성 된다. 각 수준은 저수준의 기능을 이용하여 고수준을 위한 새 기능을 구현 한다.

 

 

 

1. 장치 드라이버(device driver) : 최저 수준인 입/출력 제어(I/O Control) 루틴들과 인터럽트 핸들러로 이루어져 있으며 메모리와 디스크 시스템간의 정보 전송을 담당.
2. 기본 파일 시스템(basic file system) : 적절한 장치 드라이브에게 디스크 상의 물리 블록을 읽고 쓰도록 일반적인 명령을 내린다. 각 디스크 블록은 숫자로 표시된 디스크 주소에 의하여 식별 된다.
3. 파일 구성 모듈(file organization module) : 파일의 논리 블록과 물리 블록들 양쪽을 알고 있어야 하며 사용되는 파일 구성 모듈은 파일 할당 유형과 파일의 위치를 앎으로써 파일에 대한 논리 블록 주소를 물리 블록 주소로 변환할 수 있다. 파일 구성 모듈은 어느 디스크 공간이 비어 있는지를 파악하는 자유 공간 관리자도 포함하고 있어 파일 구성 모듈이 요구 할 때 이들 블록을 제공 한다.
4. 논리 파일 시스템(logical file system) : 메타데이터 정보를 관리한다. 메타데이터는 파일의 내용 자체인 자료를 제외한 모든 파일 시스템 구조를 말한다. 파일 구조는 파일 제어 블록(FCB)을 통해 유지 된다. FCB는 소유, 허가, 파일 내용의 위치를 포함하여 파일에 관한 정보를 가지고 있다.

 

오늘날에는 많은 파일 시스템이 구현되어 있다. CD-ROM의 경우에는 High Sierra 포맷을 사용하고 UNIX는 기본으로 UFS(Unix File System), Windows 계열에는 FAT, FAT32, NTFS 포맷을 지원한다.

 

 

[참고자료]

Operating System Concepts / 홍릉과학출판사