파일과 파일 시스템

1. 파일 시스템의 개요

(1) 파일 시스템의 개념

• 파일관리자가 파일 테이블을 사용해 읽기, 쓰기, 실행과 같은 접근 방법을 제공
• 특정 파일에 접근하려면 파일관리자로부터 접근 권한(키)를 획득해야 한다.
• 파일 디스크립터(file descriptor) : 접근 권한(키)

(2) 파일 시스템의 기능

(3) 블록과 파일 테이블

• 블록 : 저장 장치의 단위 - 하나의 블록에 하나의 주소가 할당된다.

• 파일 테이블 : 각 파일이 어떤 블록에 저장되어 있는지 정보를 저장한다.

  ex. 파일 A : 블록번호 1, 3, 9

2. 파일

(1) 파일 종류와 확장자

• 모든 파일은 비트 패턴 (0, 1)으로 이루어져 있다.
• 실행 파일 : OS가 메모리로 가져와 CPU를 통해 작업하는 파일
• 데이터 파일 : 실행 파일이 작업하는 데 필요한 데이터를 모아 놓은 파일 (스스로 프로세스가 될 수 없는 리소스 - ex. PNG 파일)

(2) 파일 이름

• 파일이름에는 “.”을 여러 개 쓸 수 있으며, 마지막 “.”뒤를 확장자로 인식한다.
• 특수문자는 - 또는 _만 사용할 수 있다.
• 파일이름은 최대 255자까지 쓸 수 있다.

(3) 파일 연결 프로그램

• 파일 연결 프로그램 : 데이터 파일을 누를 때 응용 프로그램과 연결될 수 있게 하는 프로그램
  • ex. .hwp (데이터)파일을 누르면 한글 프로그램이 실행된다.
  • [속성]에서 연결 프로그램 및 확장자 변경 가능 (파일의 데이터가 변경되지 X)

(4) 파일 속성

• 파일 속성 : name, type, size, time(접근 시간), location, accessibility, owner
• 파일 헤더에 저장된다.

(5) 파일 작업

• 파일 연산 : 수정, 삭제 등 파일에 변경을 주는 작업
• 파일 자체를 변경하는 작업 : open, create, list, search, copy, rename, remove, close
• 파일 내용을 변경하는 작업 : open(), create(), write(), read(), insert(), update(), delete(), close()

(6) 파일 헤더

• 파일 헤더 : 모든 파일에 공통으로 들어가는 - 파일 속성(파일 크기, 만든 날짜, 접근 권한) - 부분이 아닌 정보
  • 버전 정보, 크기, 특수 정보 등
  • ex. mp3 파일의 헤더 : 가수명, 앨범명…

3. 저장장치 관리 기법

(1) 파티션 : 저장 장치를 논리적으로 구분한 것

(2) 포맷 : 파일 시스템 초기화

• 빠른 포맷 : 데이터는 그대로 둔 채 파일 테이블만 포맷하는 것
  • 복구 프로그램을 돌리면 다시 살아날 수 있다.
• 느린 포맷 : 데이터까지 모두 포맷하는 것 (블록의 모든 데이터가 0이 된다.)

(3) 조각 모음 : SSD에서 자주 사용하면 수명이 단축된다.

4. 파일 구조

(1) 순차 파일 구조 : rf. 카세트 테이프 (forward, backword)

(2) 인덱스 파일 구조 : 순차 파일 구조 + 인덱스 rf. 플로피 디스크, CD-ROM.. (ISAM 파일)

• DB와 같이 빠른 조회가 필요할 때 유용하다

(3) 직접 파일 구조 : 데이터 → 해시 함수 → 물리 주소 변환

디렉터리의 구조

1. 디렉터리의 개념

• 루트 디렉토리 → 자식 디렉토리1, 자식 디렉토리2….
• 루트 : “/”

2. 디렉터리 파일

• 디렉토리도 파일이다.
• 디렉토리에도 헤더가 있다. (name, time..)

3. 경로

4. 디렉터리 구조

5. 마운트

• 유닉스의 경우 서버용으로 만들어진 운영체제이므로, 파일 테이블의 크기에 제한이 없다.
• 또한 하나의 파일 테이블로 여러 개의 디스크 or 파티션을 통합 관리할 수 있다.
• 마운트 : 여러 개의 파티션을 통합하는 명령어
• 유닉스에서는 일반적으로 /dev 아래에 외부 저장장치를 마운트하여 사용한다. (ex. /dev/mnt)

디스크 파일 할당

1. 할당 방식

(1) 연속 할당과 불연속 할당

• 연속 할당 : 데이터를 디스크 상에 연속적으로 배열하는 방식
• 불연속 할당 : 비어 있는 블록에 데이터를 분산하여 저장하고, 이에 관한 정보를 파일 시스템이 관리하는 방식 - 연결 할당(연결 리스트 사용 = 체인 할당), 인덱스 할당

(2) 연결 할당

(3) 인덱스 할당

2. 빈 공간 관리

유닉스 파일의 특징

- r w x r w - r - -

- : 파일 종류  >> - 일반 파일, d 디렉토리, l 링크
r w x : 소유자 >> execute(1), write(2), read(4)
r w - : 그룹
r - - : 제삼자 

rf. 접근 패턴 변경 : chmod 777 test.c