파일 시스템(File System)

이상훈·2023년 6월 7일

File System 이란?

파일 시스템은 컴퓨터에서 파일이나 자료를 쉽게 발견 및 접근할 수 있도록 보관 또는 조직하는 체제를 가리키는 말이다.

File System의 구성

파일(File)

컴퓨터에서 데이터를 저장하는 데 사용되는 단위이다.

파티션(Partition)

연속된 저장 공간을 하나 이상의 연속되고 독립적인 영역으로 나누어 사용할 수 있도록 정의한 규약이다. 하나의 물리적 디스크 안에 여러 파티션을 두는 게 일반적이지만, 여러 물리적 디스크를 하나의 파티션으로 구성하기도 한다.
ex. c드라이브 d드라이브

디렉토리(Directory)

파일들을 분류, 보관하기 위한 개념이며 폴더라고 한다.

파일 접근 방법

시스템이 파일에 접근하여 데이터를 읽는 방법에는 3가지가 있다.

순차 접근(Sequential Access)

가장 단순한 방법으로 파일의 정보가 레코드 순서대로 처리된다. 카세트테이프를 사용하는 방식과 동일하다.
현재 위치에서 읽거나 쓰면 offset이 자동으로 증가하고, 뒤로 돌아가기 위해선 되감기가 필요하다.

직접 접근(Random Access)

파일의 레코드를 임의의 순서로 접근할 수 있다. LP 판을 사용하는 방식과 동일하다.

색인 접근(Index Access)

파일에서 레코드를 찾기 위해 색인을 먼저 찾고 대응되는 포인터를 얻는다. 이를 통해 파일에 직접 접근하여 원하는 데이터를 얻을 수 있다. 따라서 크기가 큰 파일에서 유용하다.

디렉터리

1단계 디렉터리(Single-Level Directory)

파일 시스템 내에 하나의 디렉토리만 존재한다.

문제점
폴더가 하나라면 파일이름이 중복됐을때 충돌이 발생한다.
파일이 많아지거나 다수의 사용자가 사용하는 시스템에서는 심각한 제약을 갖는다.

2단계 디렉터리(Two-Level Directory)

사용자 마다 하나의 디렉토리를 배정한다.
1단계의 파일 이름이 충돌하는 문제가 사라진다.
UFD : 자신만의 사용자 파일 디렉터리
MFD : 사용자의 이름과 계정 번호로 색인되어 있는 디렉터리. 각 엔트리는 사용자의 UFD를 가리킨다.

문제점
서브 디렉토리 생성 불가능하다.
사용자간 파일을 공유시 보안이슈가 발생한다.

트리 구조 디렉터리(Tree-Structured Directory)

Tree 형태의 계층적 디렉토리 사용 가능
사용자가 하부 디렉토리 생성/관리 가능
대부분의 OS가 사용

비순환 그래프 디렉터리(Acyclic-Graph Directory)

사이클이 없는 그래프는 디렉터리들이 서브디렉터리와 파일들을 공유할 수 있도록 허용한다.
Hierarchical directory structure 확장
Link의 개념 사용 ex. 바로가기
파일을 무작정 삭제하게 되면 현재 파일을 가리키는 포인터는 대상이 사라지게 되기 때문에 파일을 삭제할 때 대상이 없는 포인터(dandling pointer) 를 남긴다. (참조 계수가 0이면 포이터가 존재하지 않아 삭제 가능)