파일 시스템(File System) 200412115 조장호

개요 운영체제에 포함되어 다음과 같은 각종파일의 조작을 지원하는 기능을 가진다. 파일을 생성하고 갱신하며 검색하는 기능 저장장치에 저장공간을 파일에 확보해주는 기능 빈 저장공간을 회수하여 관리해 주는 기능 디렉토리라고 하는 폴더를 관리해주는 기능 파일을 여러 사용자가 공유하게 해주는 기능 파일의 예비(backup)작업과 복구(restore)기능

블록화(blocking)와 비 블록화(deblocking) 저장 할 때는 여러 개의 레코드를 기억장치에서 블록화하여 저장장치에 저장한다. 읽을 때에는 저장장치에 블록화 된 레코드를 읽어와 단위 레코드로 분할한다. 프로그램에서의 입출력처리는 단위(논리적)레코드로 이루어진다. 저장장치와의 입출력작업은 블록(물리적 레코드)단위로 이루어진다. 버퍼링(buffering) 버퍼란 입출력 전용으로만 이용하도록 설정된 특별한 기억장치의 공간이다. 백 만배 이상으로 속도가 빠른 CPU와 입출력장치사이의 속도 불균형을 줄인다. CPU작업은 입출력 장치의 작업과는 무관하게 진행하게 해준다. 입출력 오류처리 입력이나 출력작업 중에 입출력장치의 상태와 자료의 상태를 점검한다. 수정할 수 있는 오류는 스스로 정정하고, 없으면 오류 메시지를 출력한다.

블록화(blocking)와 비 블록화(deblocking) 볼륨 끝과 파일 끝처리 볼륨이나 파일의 끝에 도착했는 지를 입력 버퍼에서 사용자프로그램에 알려준다. 기타 기억장치와 입출력 장치사이의 자료전송 통로를 만들어 준다. 파일의 이름과 위치정보를 가지고있는 저장장치의 폴더를 유지한다. 파일의 개방과 폐쇄에 필요한 작업을 한다.

파일의 구조 순차파일(sequential file) 들어온 순서대로 자료가 저장된 파일 처음자료부터 읽어야 특정 자료를 찾을 수 있다. 직접파일(direct file) 자료가 키 값에 의해서 지정된 곳에 저장된 파일 사상함수: 키 값을 저장장치의 물리적 주소(실린더번호, 트랙번호, 섹터번호 등)로 변환시켜주는 함수로, 대표적인 것으로는 해싱(hashing)함수가 있다. 즉시 특정 자료를 찾을 수 있다. 색인된 순차파일(indexed sequential file) 이 파일은 색인파일이 추가된 순차파일이다. 색인 구역을 통해서 자료에 직접 접근할 수 있다. 순차파일은 레코드들이 키 값 순서대로 저장되어 있어야 한다. 색인은 B 트리를 개선한 트리구조로, 자료는 선형구조로 되어 있다. 기억공간의 낭비를 줄이고 접근속도를 빠르게 해준다.

파일의 구조 다중 키파일(multi key file) 여러 경로를 파일의 자료에 접근할 수 있는 파일이 다중키 파일이다. 파일의 중복성이 제거되고 자료의 무결성이 유지된다. 물리적 데이터베이스 구축의 기본이 된다. (1) 역파일(invertedfile) 역색인(index)은 레코드의 필드와 주소 또는 필드(보조키)와 기본키의 쌍으로 구성된다. 기본 키는 레코드가 저장된 주소에 직접 연관된다. 역 파일이란 여러개의 역 색인표를 통해서 자료에 접근할 수 있도록 된 파일이다. 역 색인표만을 검색해 많은 질의에 바로 응답할 수 있다. 역 색인표는 트리나 테이블로 구현되고 있다. 역 색인은 직접파일이나 색인된 순차 파일 위에 만들어 질 수 있다. (2) 다중 리스트파일(multi list file) 자료파일에서 특정항목(필드)의 같은 자료 값들을 가진 레코드들을 포인터로 연결한 리스트 형태의 파일이다. 필드의 항목 값과 시작 포인터 쌍으로 된 색인표에서 자료탐색이 시작된다. 레코드에 포인터 필드가 추가된다. 여러 필드에 대해서 연결 리스트를 구축할 수 있다. 자료파일 추가되는 다중리스트는 단순연결, 이중연결, 원형연결 등으로 구축된다.

저장 공간 할당 저장장치의 자료는 파일단위로 저장되어 파일디렉토리(폴더)를 통해 관리된다. 디스크 장치의 물리적 주소는 실린더번호, 트랙번호, 섹터번호 등으로 관리된다. 사용자가 보는 논리적인 파일을 저장장치의 물리적 주소공간에 할당해주는 여러 가지 기법이 설명된다. 연결할당 연속할당의 경우 할당된 공간이 너무 남거나 모자라게 되는 경우가 많다. 저장공간에 흩어진 크기가 일정한 섹터나 블록을 필요한 만큼 파일에 할당한다. 저장공간을 효율적으로 사용하게 해 준다. (1) 섹터할당 섹터는 보통 512 바이트 크기로 물리적 입출력의 기본 단위이다. 디스크 전체를 섹터로 보고 사용되지 않는 섹터를 파일에 할당한다. 파일에 할당된 섹터들을 연결하는 포인터 때문에 공간의 낭비가 많다. (2) 블록할당 연속된 몇 개의 섹터를 블록단위로 묶어 블록으로 할당한다. 블록의 추가와 회수가 쉽게 이루어 진다. 자료의 접근은 디렉토리부터 포인터를 따라 다음 블록을 찾아간다. 디렉토리와 블록사이에 파일사상표(FAT)를 두어 많이 이용하고 있다.

백업과 복구 백업 1) 백업 개념 및 목적 일반적으로 여러가지 이유로 데이터베이스에 문제가 있을 수 있다. 데이타베이스가 어떤 방식으로든 손상되거나 변조되었을 경우 이를 해결하기 위해선 데이터를 백업받아두는 것이 필요하다. 백업이미지가 있어야만 데이터를 손쉽게 복구할 수 있기 때문이다. 따라서 반드시 백업 정책을 수립하여 정기적으로 데이터를 보존하여야 한다.   2) 백업 사전 작업 데이터베이스가 어떤식으로 구성되어 있느냐에 따라서 사용가능한 백업 방법에 차이가 있다. 따라서 백업 정책을 수립하기 위해선 다음과 같은 사항을 먼저 체크해 봐야 한다. 데이터의 크기== 백업이미지 크기. 데이터베이스가 100MB라면 백업이미지 역시 100MB정도의 파일로 작성된다. 데이터 보존 장소파일시스템에 받을 것인지 tape에 받을 것인지 adsm을 이용할 것인지 결정하여야 한다.백업 주기백업 주기를 어느 정도로 할 것인지 결정하여야 한다.로그 방식순환 로그인지 보존 로그인지에 따라서 백업 방법에 차이가 있다.순환 로그는 offline백업만,보존 로그는 offline/online백업을 모두 지원한다.

백업과 복구 3) 백업 종류 Online backup – 사용자들이 데이터베이스를 사용하는 상태에서 해당 데이터베이 스를 백업받는 것을 말한다. 이것을 이용하면 full database로 받을수도 있고 특정tablespace만을 받을 수도 있다. 이렇게 받은 데이터베이스는 반드시 restore & rollforward 복구를 수행해야 한다. Offline backup – 사용자들이 백업받는 동안 데이터베이스를 사용할 수 없다. 이렇게 받은 데이터베이스는 restore 복구만 수행하면 된다.

백업과 복구 복구 1) 복구란? 복구는 크게 세가지로 나눌 수 있다. Crash recovery, restore recovery, rollforward recovery 가 그것이다. 복구방법은 장애사항이 무엇이냐에 따라 다르지만 가장 기본적인 개념은 백업이미지를 가지고 복구하는 것이다. 따라서 백업을 주기적으로 받는 것이 중요하다. 2) 복구종류 CRASH RECOVERY - 갑자기 전원이 off되거나 데이터베이스가 비정상종료하였을 경우 그 당시 진행되고 있던 어플리케이션에 대한 복구이다. 이것은 데이터베이스가 비정상종료후 다시 시작될 때 자동으로 복구가 시작된다. 아니면 restart라는 명령어로 수동으로 할 수도 있다. RESTORE - 가장 기본적인 복구 방법이다. 백업이미지를 가지고 백업받았던 시점까지의 데이터를 복구할 수 있는 방법이다. ROLLFORWARD - 로그이미지를 가지고 복구하는 방법이다. 이것은 반드시 보존로그방식이어야 사용할 수 있다. 로그이미지를 가지고 복구함으로서 가장 최근의 이미지까지, 혹은 내가 원하는 시점까지의 복구가 가능하다.