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파일 시스템 인터페이스(File System Interface)
파일 개념(File Concept) 파일 개념 보조기억장치에 저장된 관련된 정보들의 모임 파일 속성: 이름, 타입, 위치, 크기, 보호 파일 연산: 생성, 쓰기, 읽기, 재위치, 삭제 열린 파일 정보: per-process open file table file pointer file open count disk location of the file memory-mapped files: p350(11.1) memory mapping으로 파일의 한 영역을 공유 상호배제 필요 파일 타입: p351(11.2), magic number(Unix) 파일 구조: 텍스트 파일과 실행 파일 구분 최소한의 구분: 8-bit byte의 연속(Unix, MS-DOS) 내부 파일 구조 논리구조 = 1 byte 물리구조 = 512 bytes 2000 운영체제
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File Types – name, extension
2000 운영체제
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접근 방법(Access Methods) 순차접근(sequential access) 직접접근(direct access)
기타: ISAM(Indexed Sequential Access Method) 2000 운영체제
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디렉토리 구조(Directory Structure)
디렉토리: 파일에 대한 정보를 담고 있는 노드들의 모임 (a collection of nodes containing information about all files) Directory Files F 1 F 2 F 3 F 4 F n 디레토리 구조 및 파일은 디스크에 2000 운영체제
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디렉토리 구조(Directory Structure)
단단계 디렉토리: p360(11.7) 모든 파일이 같은 디렉토리에 모든 파일이 유일한 이름을 가져야 함 이단계 디렉토리: p361(11.8) 사용자별 UFD(User File Directory) 파일 공유 어려움 트리구조 디렉토리: p363(11.9) 사용자별 subdirectory 생성 유일한 path name 가짐 비순환 그래프 디렉토리: p365(11.10) 파일과 서브디렉토리 공유가능 구현 방법 : link 사용(Unix), 복사(duplication) 일반적인 그래프 디렉토리: p368(11.11) 트리구조 디렉토리에 link 첨가 cycle 허용되면 탐색시 무한 루프 가능 새 link 추가시 cycle 피하는 것이 어려움 2000 운영체제
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단단계 디렉토리(Single-Level Directory)
이단계 디렉토리(Two-Level Directory) 2000 운영체제
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트리구조 디렉토리(Tree-Structured Directories)
2000 운영체제
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비순환 그래프 디렉토리(Acyclic-Graph Directories)
2000 운영체제
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일반적인 그래프 디렉토리(General Graph Directory)
2000 운영체제
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일관성 의미 구조(Consistency Semantics)
보호(Protection) 보호 접근타입 제어: 읽기, 쓰기, 실행,첨가, 삭제, 리스트 접근 리스트와 그룹: owner, group, universe 기타 보호: password, 디렉토리 보호(sticky bit) 예: 3 bits rwx(Unix) 일관성 의미 구조(Consistency Semantics) 일관성 의미 구조(철학) Unix 의미론: Unix file system 열린파일의 변경은 즉시 공유자에게 보여짐 파일의 현재 위치 포인터 공유->하나의 파일 이미지 유지 세션 의미론: Andrew file system (session: 파일 open과 close 사이의 모든 파일접근의 연속) 열린파일의 변경은 즉시 공유자에게 보여지지 않음 파일 변경은 파일 close 후 다른 session에서만 보여짐 불변-공유 파일 의미론 (immutable shared file = read-only file) 파일 이름 불변 파일 내용 변경 불가 2000 운영체제
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파일 시스템 구현(File System Implementation)
파일 시스템 구조(File System Organization) 응용 프로그램 논리적 파일 시스템(디렉토리 구조) 파일 구성 모듈(논리블록 -> 물리블록) 기본적 파일 시스템(장치 드라이버에 read/write 명령) 입출력 제어(device drivers와 interrupt hadler) 장치 할당 방법(Allocation Methods) 연속할당(contiguous allocation): p378(11.15) 디스크 탐구시간(seek time)이 최소 순차접근과 직접접근 모두 동적 기억장치 할당 외부단편 문제 파일 크기 결정(preallocation) 문제 -> extent(다른 연속할당 덩어리)로 연결 파일의 블록주소 : <시작위치, 블록 개수, 다음 extent로 link) 2000 운영체제
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할당 방법(Allocation Methods)
연결 할당(linked allocation): p380(11.16) 디스크 블록의 연결 리스트 구성 외부 단편 없음 파일 커져도 문제 없음 pointer space overhead -> block들의 clusters로 보완 신뢰성 떨어짐 -> doubly linked list로 보완 직접 접근이 비효율적 (예) FAT(File Allocation Table): p382(11.17) MS-DOS, OS/2각 각 partition 시작 부분에 테이블의 각 항복 : <블록 번호, 파일에서의 다음 블록 번호> 잦은 참조로 인해 caching 해야 함 색인 할당(indexed allocation) : p383(11.18) 각 파일에 색인 블록(index block): paging과 유사 직접접근 가능 색인 블록의 memory overhead 2000 운영체제
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Example of Contiguous Allocation
2000 운영체제
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Linked allocation of disk space
2000 운영체제
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Example of Indexed Allocation
2000 운영체제
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할당 방법(Allocation Methods)
색인 블록의 구현 연결 체계(linked scheme) : 다음 색인 블록으로 연결 다중레벨 색인 (multilevel index) : 간접 색인 (예) 블록크기: 4096 bytes = 1024 항목 x 4 bytes pointers 2-level indexing 경우 최대 블록 개수: 1024 x 1024 파일 최대 크기:1024 x 1024 x 4K = 4G 혼합 체계 (combined scheme) : BSD Unix , p411(11.7) 12 direct blocks: 불록주소 = ~48K (4K x 12) 3 indirect blocks: single indirect blocks: ~ 4M (1024 x 4K) double indirect blocks: ~ 4G (1024 x 1024 x 4K) triple indirect blocks: 실제 사용 않음 Q: 한 파일의 최대 블록 수? Q: 한 파일의 최대 크기? 성능 연속(직접 접근) + 연결(순차 접근) 연속(작은 파일) + 색인(큰 파일) 2000 운영체제
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Combined Scheme: UNIX (4K bytes per block)
2000 운영체제
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가용 공간 관리(Free-Space Management)
Bit-vector(Bitmaps) free: 1 allocated: 0 블록번호 = 워드 당 비트수 x 0인 워드 갯수 + 첫번 1 까지의 간격 연결리스트(Linked List): p388(11.20) 그룹화(Grouping) 첫번 블록에 n-1개 마지막은 다음 블록의 포인터 개수(Counting) <첫번 블록 주소, 연속된 free blocks 갯수> 디렉토리 구현(Directory implementation) 선형 리스트(Linear List) linear search 가 문제 해시 테이블(Hash Table) collision이 문제 크기확장 어려움 2000 운영체제
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무엇이 성공인가 자주 그리고 많이 웃는 것 현명한 이에게 존경을 받고 아이들에게서 사랑을 받는 것 정직한 비평가의 찬사를 듣고
친구의 배반을 참아 내는 것 아름다움을 식별할 줄 알며 다른 사람에게서 최선의 것을 발견하는 것 건강한 아이를 낳든 한 뙈기의 정원을 가꾸든 사회 환경을 개선하든 자기가 태어나기 전보다 세상을 조금이라도 살기 좋은 곳으로 만들어 놓고 떠나는 것 자신이 한때 이곳에 살았음으로 해서 단 한 사람의 인생이라도 행복해지는 것 이것이 진정한 성공이다. 랄프 왈도 에머슨 2000 운영체제
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