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)

2 부산외대 EmbeddedIT 이 파일을 읽어 오는 방법은 ? OS 에서 파일을 쓰고 읽는 방법도 약속으로 정해져 있음

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

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

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 )

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

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

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

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

12 부산외대 EmbeddedIT 저장장치 소개  저장장치 소개 메모리 Storage, ROM, DRAM, SRAM, Register 속도, 용량, 가격 비교 ?

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

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

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

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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