파일 시스템

파일 시스템이란?

파일 시스템(File System)은 컴퓨터에서 파일들을 보관하고 관리하는 체계를 말합니다. 운영체제는 파일 시스템을 통해 하드 디스크나 다른 저장장치에 파일을 쓰고, 읽을 수 있도록 합니다. 파일 시스템은 파일의 생성, 복사, 삭제, 이동 등의 작업을 가능하게 하며, 이를 통해 사용자는 저장된 파일에 쉽게 접근할 수 있습니다. 대표적인 파일 시스템으로는 NTFS, FAT32, ext4 등이 있으며, 운영체제나 사용하는 저장장치에 따라 다양한 파일 시스템을 선택하여 사용할 수 있습니다.

 

파일과 디렉터리

파일

컴퓨터에서 파일(File)은 컴퓨터에 저장된 정보를 일종의 단위로 구분하여 저장하고 관리하는 논리적인 개념입니다. 파일은 HDD, USB 드라이브, SSD 등의 저장 장치에 저장되며, 일반적으로 파일 이름과 확장자를 가지고 있습니다.

그리고 파일은 파일을 실행하기 위한 정보, 관련 부가 정보를 갖는 데 이를 속성 또는 메타데이터 라고 부릅니다. 또한, 파일 유형을 알리기 위해 확장자 명을 사용합니다.

 

디렉터리

디렉터리는 컴퓨팅에서 파일을 분류하기 위해 사용하는 이름공간입니다. 파일 시스템 안에서 파일과 다른 하부 디렉토리들로 구성됩니다. 디렉터리는 폴더(folder) 또는 카탈로그(catalog)라고도 합니다

절대 경로: 루트 디렉터리에서 파일 까지 이르는 각각의 고유 경로

상대 경로: 현재 디렉터리로 부터 파일 까지 이르는 경로

 

디렉터리 엔트리

 

디렉터리 엔트리란 파일 시스템에서 디렉토리를 표현하는 데에 쓰이는 자료구조입니다. 파일 이름, 파일 속성 등 파일에 대한 여러 가지 정보가 저장되는데, 유닉스 계열에서는 파일 이름, 파일 소유자, 파일 소유 그룹 등의 정보가 저장됩니다. 

 

파일 시스템

파일할당방법

파일 시스템에서 파일을 저장하기 위해서는 먼저 해당 파일의 크기에 맞는 공간이 할당되어야 합니다. 파일 시스템에서 파일의 할당 방법에는 여러 가지가 있지만 대표적으로 세 가지 방법이 있습니다.

연속 할당 (Contiguous Allocation)

연속 할당 방법은 파일을 하나의 연속된 공간에 저장하는 방법입니다. 예를 들어, 10MB 크기의 파일을 저장하려면 10MB 크기의 연속된 공간을 찾아서 할당합니다. 이 방법은 파일 접근 시간이 빠르고 구현이 간단하지만, 파일을 저장하기 위해 필요한 연속된 공간이 없으면 파일을 저장할 수 없는 단점이 있습니다.

 

불연속할당

• 연결 할당 (Linked Allocation)

연결 할당 방법은 파일을 작은 블록들로 나눠서 저장하는 방법입니다. 이 방법에서는 파일의 각 블록마다 다음 블록의 주소를 저장하여 연결합니다. 이 방법은 공간 활용도가 좋지만 파일 접근 시간이 느리고, 연결된 블록들을 순회하면서 파일을 접근해야 하므로 구현이 복잡합니다.

• 색인 할당 (Indexed Allocation)

색인 할당 방법은 파일의 블록들을 색인 번호로 구분하여 저장하는 방법입니다. 이 방법에서는 각 파일이 사용하는 블록들의 색인 번호를 저장하는 인덱스 블록이 따로 존재합니다. 이 방법은 파일 접근 시간이 빠르고, 파일의 크기를 동적으로 조절할 수 있습니다. 하지만 인덱스 블록이 추가로 필요하고, 인덱스 블록에 대한 접근 시간이 추가되어 파일 접근 시간이 느려질 수 있습니다.

 

유닉스 파일 시스템:

유닉스 파일 시스템은 유닉스 및 리눅스 운영 체제에서 사용되는 파일 시스템입니다. 이 파일 시스템은 파일의 이름, 소유자, 권한, 크기 등의 메타 데이터를 관리합니다. 또한, 유닉스 파일 시스템은 파일의 내용을 블록 단위로 저장하며, 각 블록은 파일 시스템에서 물리적으로 연속적인 공간에 저장됩니다. 이를 통해 파일 시스템이 효율적으로 파일을 저장하고 검색할 수 있습니다. 유닉스 파일 시스템은 파일 이름과 확장자의 길이에 제한이 없으며, 최대 파일 크기는 운영 체제 및 파일 시스템의 설정에 따라 다릅니다.

FAT 파일 시스템:

FAT 파일 시스템은 MS-DOS 및 Windows 운영 체제에서 널리 사용되는 파일 시스템 중 하나입니다. FAT는 "File Allocation Table"의 약어이며, 파일이 저장되는 위치를 추적하는 데 사용됩니다. 이 파일 시스템은 간단하고 효율적이어서 작은 용량의 저장 장치에서 자주 사용됩니다. FAT 파일 시스템은 파일 이름과 확장자를 8.3 형식으로 저장하며, 최대 파일 크기는 4GB로 제한됩니다.

 

파티셔닝과 포매팅

파티셔닝: 저장 장치의 논리적인 영역을 구획하는 작업

포매팅: 파일 시스템을 설정하여 어떤 방식으로 파일을 저장하고 관리할 것인지 결정하고, 새로운 데이터를 쓸 준비를 하는 작업

 

저널링 파일시스템

저널링 기법이란. 작업 로그를 통해 시스템 크래시가 발생했을 때 빠르게 복구하는 방법

 1. 작업 직전 파티션의 로그 영역에 수행하는 작업에 대한 로그를 남긴다.

 2. 로그를 남긴 후 작업을 수행한다.

 3. 작업이 끝났다면 로그를 삭제한다.

 

마운트

한 저장 장치의 파일 시스템에서 다른 저장 장치의 파일 시스템에 접근할 수 있도록 파일 시스템을 편입시키는 작업