1. Allocation of File Data in Disk
- Contiguous Allocation
- Linked Allocation
- Indexed Allocation
1-1. Contiguous Allocation (연속 할당)
하나의 파일이 디스크에 연속해서 저장되는 방식
장점 : I/O가 빠르다. // 직접접근 가능
단점 : 외부조각이 발생할 수 있다. 파일들의 길이가 균일 하지 않기 때문에 free block이 생길 수 있다.
- 단점
- external fragmentation
- File grow가 어려움- * file 생성시 얼마나 큰 hole을 배당할 것인가?
- * grow 가능 vs 낭비 (internal fragmentation)
- 장점
- Fast I/O- *한번의 seek/rotation으로 많은 바이트 transfer
- Realtime file 용으로, 또는 이미 run 중이던 process의 swapping용
1-2. Linked Allocation
-
장점
- External Fragmentation 발생 안함 -
단점
- No random access
- Reliability 문제- 한 sector가 고장나 pointer가 유실되면 많은 부분을 잃음
- Pointer를 위한 공간이 block의 일부가 되어 공간 효율성을 떨어뜨림- 512bytes/sector, 4bytes/pointer
-
변형
- File-allocation table (FAT) 파일 시스템- 포인터를 별도의 위치에 보관하여 reliability와 공간효율성 문제 해결
1-3. Indexed Allocation
-
장점
- External fragmentation이 발생하지 않음
- Direct access 가능 -
단점
Small file의 경우 공간 낭비(실제로 많은 file들이 small)
Too Large file의 경우 하나의 block으로 index를 저장하기에 부족- 해결 방안
- 1. linked scheme
- 2. multi-level index
2. Unix 파일시스템의 구조
- 유닉스 파일 시스템의 중요 개념
- Boot block- 부팅에 필요한 정보 (bootstrap loader)
- 파일 시스템에 관한 총체적인 정보를 담고 있다. //어디가 빈 블럭이고 어디가 실제 파일이 저장된 블럭인지 관리함/ 어디까지가 Inode인지
- 파일 이름을 제외한 파일의 모든*메타 데이터를 저장
- 파일의 실제 내용을 보관
FAT File System
Free-Space Management
- Bit map or bit vector
Bit map은 부가적인 공간을 필요로 함
연속적인 n개의 free block을 찾는데 효과적
Free-Space Management
- Linked list
- 모든 free block들을 링크로 연걸(free list)
- 연속적인 가용공간을 찾는 것은 쉽지 않다.
- 공간의 낭비가 없다. - Grouping
- linked list 방법의 변형
- 첫번째 free block이 n개의 pointer를 가짐- n-1 pointer는 free data block을 가리킴
- 마지막 pointer가 가리키는 block은 또 다시 n pointer를 가짐
- Counting
- 프로그램들이 종종 여러개의 연속적인 block을 할당하고 반납한다는 성질에 찾안
- (first free block, # of contiguous free blocks)을 유지
Directory Implementation
-
Linear list
- (file name, file의 metadata)의 list
- 구현이 간단
- 디렉토리 내에 파일이 있는지 찾기 위해서는 linear search 필요(time-consuming) -
Hash Table
- linear list + hashing
- Hash table은 file name을 이 파일의 linear list의 위치로 바꾸어줌
- search time을 없앰
- Collision 발생 가능
VFS and NFS
-
Virtual File System(VFS)
- 서로 다른 다양한 file system에 대해 동일한 시스템 콜 인터페이스(API)를 통해 접근할 수 있게 해주는 OS의 layer -
Network File System(NFS)
- 분산 시스템에서는 네트워크를 통해 파일이 공유될 수 있음
- NFS는 분산 환경에서의 대표적인 파일 공유 방법입
Page Cache and Buffer Cache
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Page Cache
- Virtual memory의 paging system에서 사용하는 page frame을 caching의 관점에서 설명하는 용어
- Memory-Mapped I/O를 쓰는 경우 file의 I/O에서도 page cache 사용
//파일의 일정부분을 메모리에 매핑 시켜놓고 쓰는 것
-
Memory-Mapped I/O
- File의 일부를 virtual memory에 mapping시킴
- 매핑시킨 영역에 대한 메모리 접근 연산은 파일의 입출력을 수행하게 함 -
Buffer Cache
- 파일시스템을 통한 I/O연산은 메모리의 특정 영역인 buffer cache사용
- File사용의 locality 활용- 한번 읽어온 block에 대한 후속 요청시 buffer cache에서 즉시 전달
-
Unified Buffer Cache //버퍼캐쉬도 페이지 단위로 관리한다
- 최근의 OS에서는 기존의 buffer cache가 page cache에 통합됨
프로그램의 실행
