File Systems

본 글은 다음 강의를 들으며 정리한 내용입니다.
강의 정보 : 운영체제 / 이화여대 반효경
강의 링크

 

1. File and File System

• File

  • A named collection of related information (이름을 가지고 저장)
  • 일반적으로 비휘발성의 보조기억장치에 저장
  • 운영체제는 다양한 저장 장치를 file이라는 동일한 논리적 단위로 볼 수 있게 해 줌
  • Operation (연산)
    • create, read, write, reposition(lseek), delete, open, close 등

• File attribute (metadata)

  • 파일 자체의 내용이 아니라 파일을 관리하기 위한 각종 정보들
    • 파일 이름, 유형, 저장된 위치, 파일 사이즈
    • 접근 권한(읽기/쓰기/실행), 시간(생성/변경/사용), 소유자 등

• File system

  • 운영체제에서 파일을 관리하는 부분
  • 파일 및 파일의 메타데이터, 디렉토리 정보 등을 관리
  • 파일의 저장 방법 결정
  • 파일 보호 등

 

2. Directory and Logical Disk

• Directory

  • 파일의 메타데이터 중 일부를 보관하고 있는 일종의 특별한 파일
  • 그 디렉토리에 속한 파일 이름 및 파일 atrribute들
  • Operation
    • search for a file, create a file, delete a file
    • list a directory, rename a file, traverse the file system

• Partition (= Logical Disk)

  • 하나의 (물리적)디스크 안에 여러 파티션을 두는게 일반적
  • 여러 개의 물리적인 디스크를 하나의 파티션으로 구성하기도 함
  • (물리적)디스크를 파티션으로 구성한 뒤 각각의 파티션에 file system을 깔거나 swapping 등 다른 용도로 사용할 수 있음

 

3. open()

open("/a/b/c")

• 디스크로부터 파일 c의 메타데이터를 메모리로 가지고 옴

• 이를 위하여 directory path를 search

  • 루트 디렉토리 /를 open하고 그 안에서 파일 a의 위치 획득
  • 파일 a를 open한 후 read하여 그 안에서 파일 b의 위치 획득
  • 파일 b를 open한 후 read하여 그 안에서 파일 c의 위치 획득
  • 파일 c를 open

• Directory path의 search에 너무 많은 시간 소요

  • Open을 read/write와 별도로 두는 이유임
  • 한번 open한 파일은 read/write 시 directory search 불필요

• Open file table

  • 현재 open된 파일들의 메타데이터 보관소 (in memory)
  • 디스크의 메타데이터보다 몇 가지 정보가 추가
    • Open한 프로세스의 수
    • File offset : 파일 어느 위치 접근 중인지 표시 (별도 테이블 필요)

• File descriptor (file handle, file control block)

  • Open file table에 대한 위치 정보 (프로세스 별)

 

4. File Protection

각 파일에 대해 누구에게 어떤 유형의 접근(read/write/execution)을 허락할 것인가?

Access Control 방법

• Access control Matrix
  • Access control list : 파일 별로 누구에게 어떤 접근 권한이 있는지 표시
  • Capability : 사용자별로 자신이 접근 권한을 가진 파일 및 해당 권한 표시

• Grouping
  • 전체 user를 owner, group, public의 세 그룹으로 구분
  • 각 파일에 대해 세 그룹의 접근 권한(rwx)을 3비트씩으로 표시
  • 예 : UNIX

owner	group	other
rwx	r--	r--

• Password
  • 파일마다 password를 두는 방법 (디렉토리 파일에 두는 방법도 가능)
  • 모든 접근 권한에 대해 하나의 password : all-or-nothing
  • 접근 권한별 password : 암기 문제, 관리 문제

 

5. File System의 Mounting

 

6. Access Methods

시스템이 제공하는 파일 정보의 접근 방식

• 순차 접근 (sequential access)

  • 카세트 테이프를 사용하는 방식처럼 접근
  • 읽거나 쓰면 offset은 자동적으로 증가

• 직접 접근 (direct access, random access)

  • LP 레코드 판과 같이 접근하도록 함

• 파일을 구성하는 레코드를 임의의 순서로 접근할 수 있음