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1 부산외대 EmbeddedIT 파일시스템 소개 파일시스템의 정의 저장장치 내에서 데이터를 읽고 쓰기 위해 미리 정해진 약속 특정 OS 에서 지원하는 파일시스템은 여러 개 존재 예 ) MS-Windows : FAT32, NTFS a.txt : 겉모습은 같으나 내부 파일저장 방식이 틀림 NTFS 를 선택하면 무엇이 달라지나 ? 정해진 약속 예 ) RPG 게임환경 저장 방법 캐릭터의 종류 (1), 레벨 (1), HP(1), MP(1), 현재위치 (4), 돈 (4)
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2 부산외대 EmbeddedIT 이 파일을 읽어 오는 방법은 ? OS 에서 파일을 쓰고 읽는 방법도 약속으로 정해져 있음
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3 부산외대 EmbeddedIT 파일시스템 선택의 필요성 왜 다양한 파일시스템이 존재하는가 ? 호환 USB 메모리 : 변환이 필요한 경우 효율성 저하 보안 USB 메모리 : 변환이 필요없을 경우 보안에 취약 성능 MP3P : 기존 파일시스템 복수 지원시 호환, 보안 성능 우수 성능은 전용 독자 파일시스템보다 저하 애플리케이션 레벨의 속성 파일 및 폴더에 대한 추가 정보 기록 여부 – 예 ) 소유자, 접근 권한 추가 정보를 많이 기록할 수록 관리복잡, 성능 저하 추가 정보를 많이 기록할 수록 기능 우수
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4 부산외대 EmbeddedIT 파일시스템 분류 일반적인 파일시스템 (FS) FAT(File Allocation Table) FS Microsoft 사 초기 FS(DOS) FAT, FAT16, FAT32 로 확장 간단하지만 제약사항이 많음 가장 널리 사용 HPFS(High Performance FS) IBM OS/2 FS, NTFS 가 나오게 된 동기 부여 대용량, 안정성, 보안 기능 지원 NTFS(New Technology FS) MS-Windows Server 용 FS, 일반 MS-Windows 로 확산 대용량, 안정성, 보안, 기타 부가기능 지원 Source 가 완전히 공개되지 않아 완벽한 호환 어려움
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5 부산외대 EmbeddedIT UFS(Unix FS) 시초 : Berkeley FFS(Fast FS), IBM Bell Unix V7 HP-UX, Apple OS X, Sun Solaris, Linux Ext2 로 응용됨 대용량, 안정성, 보안, 기타 신뢰성 높은 FS Ext2(Second Extended) FS Linux FS UFS 에서 필요없는 기능을 제거하고 구조를 간소화 함 Ext3 로 확장 플래시 파일시스템 예전 : 고가, 소용량 FS 사용하지 않고 직접 물리 주소로 접근 최근 : 전용 FS 사용, 까다로움 Read : byte 단위로 자유로움 Write/Erase : 블록 단위로 해야 함, 횟수 제한 ( 몇만번 )
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6 부산외대 EmbeddedIT CD-ROM 파일시스템 1988 년 IOS(International Organization for Standardization) 의 ISO 9660 표준 FS 폴더 기반 FS 로 표준 I/F 제공으로 다양한 OS 에서 호환 ISO 9660 Level 1 : 파일이름 Dos 와 같이 8+3 구조 ISO 9660 Level 2 : 64Byte 까지 ISO 9660 Level 3 : 128Byte 까지 ISO 9660 MS- Joliet : 유니코드 파일이름 지원 네트워크 파일시스템 (NFS) 1984 년 Sun Micorsystems 에서 개발 원격지 FS 를 Local 에 연결하여 사용가능
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7 부산외대 EmbeddedIT 가상 파일시스템 하나의 OS 가 여러 파일 시스템에 접근할 수 있도록 지원 하는 FS SunOS 2.0 에서 UFS 와 NFS 동시 지원을 위해 처음 도입 됨 응용프로그램 가상 FS(OS) FS(FAT32, NTFS, Ext2 등 ) 볼륨 및 파티션 물리장치 (HDD 등 ) 초기화 : FS 제어함수 등록 시스템콜 등록된 FS 시스템콜백 함수호출
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8 부산외대 EmbeddedIT 파일시스템 요소들 기본 요소 클러스터 (Cluster) OS 가 읽고 쓰는 최소크기 고정되어 있거나 FS 생성시 (Format 시 ) 결정함 크기에 따라 FS 성능에 큰 영향을 미침 예 ) 1KByte V.S. 4KByte 공간 낭비 V.S. 입출력 효율
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9 부산외대 EmbeddedIT 기본 요소 파일 ( 메타데이터 + 파일 데이터 ) 조합으로 FS 에 저장됨 메타데이터 : 파일명, 읽기속성, 날짜, 파일데이터위치 등 파일데이터 : 실제 파일의 내용 –FAT : 연결 리스트 구조 사용 –NTFS : B-Tree 구조 사용 디렉토리 (Directory) 현존하는 모든 FS 가 사용하는 개념 파일들을 Tree 구조로 그룹화 FS 에서 파일과 디렉토리는 차이가 없음
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11 부산외대 EmbeddedIT 부가요소 소유권 NTFS, UFS, Ext2 동기화 Multi-Tasking 기능 지원 동시에 두 프로그램이 한 파일을 수정하는 경우 동기화 필요 일관성 체크와 저널링 시스템 Crash 상황 대비 지원 리부팅시 안전한 상태로 복구하는 기능 저널링 : 데이터베이스의 복구 기능을 FS 에 도입한 것 보안 접근 권한 제어 지원
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12 부산외대 EmbeddedIT 저장장치 소개 저장장치 소개 메모리 Storage, ROM, DRAM, SRAM, Register 속도, 용량, 가격 비교 ?
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13 부산외대 EmbeddedIT 저장장치 분류 자기방식 천공카드 다음으로 오래된 방식 다양한 매체의 표면에 마그네틱을 발라 전기장으로 기록 자기와 충격에 약하고 신뢰성 높지 않음 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크 등 전기방식 전기적으로 반도체 소자에 기록 안정적이나 고가 소용량 PROM, EPROM, EEPROM, FLASH-ROM
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14 부산외대 EmbeddedIT 저장장치 분류 광학방식 플라스틱판에 특정 염료를 도포하여 레이저로 파서 기록 레이저로 빛을 쏘아 반사율로 읽음 저가, 대용량, 충격과 습기에 강하나 느림 전용 ISO 9660 FS 사용 하드디스크 (HDD) 분석 HDD 소개 최근 초소형 HDD 등장으로 임베디드 분야 (MP3, PMP 등 ) 에서 활 용되기 시작 HDD 주요 구성 요소 그림 1-13 트랙, 섹터, 실린더, 헤드 – 실린더 : 헤드가 한번에 읽을 수 있는 트랙 집합
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16 부산외대 EmbeddedIT 하드디스크 (HDD) 분석 HDD 인터페이스 (I/F) 컴퓨터와 저장장치를 연결하는 버스의 규격 ATA( 또는 IDE) : 1980 년대 IDE 사에서 만든 Advanced Technology Attachment I/F –ATA-1 ~ ATA-7, S-ATA 로 발전 SCSI(Small Computer System Interface) : HDD 를 직렬방식으 로 연결하는 I/F S-ATA(Serial ATA, ATA-8) : 직렬 방식의 ATA I/F PIO(Programmed I/O) : CPU 가 HDD 에 직접 접근 DMA(Dynamic Memory Access) : 전용 CPU 가 HDD 담당 전송속도 비교 – 표 1-3 참조
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17 부산외대 EmbeddedIT 하드디스크 (HDD) 분석 ATA 레지스터 표 1-4 : 컨트롤 블록 어드레스 표 1-5 : 커맨트 블록 어드레스 CHS Address 와 LBA Address CHS 모드 : Cylinder(Track), Head, Sector 주소로 HDD 저장소 주소지정 (Addressing) –8GB 한계 : 1024C*256H*64S*512Byte (24bit 사용 ) LBA 모드 : Logical Block Area, 물리 주소를 논리적 번지로 대 응시켜 주소지정 –128Gb 한계 : 2 28 *512Byte – 현재 2 48 bit LBA 지원
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18 부산외대 EmbeddedIT 휴대용 저장장치 휴대용 저장장치 USB 내용을 LBA 모드로 읽어 화면에 출력 MS-Windows 는 가상 FS 를 통해 USB 에 접근 일반 HDD 로 인식함
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