운영체제 (10주차 - 디스크 스케줄링과 파일시스템(2))

 

운영체제 - 논리적 저장 단위인 파일을 정의하고 메모리에 매핑 시키는 파일 시스템(시스템 소프트웨어) 기능 제공

 

파일시스템은파일을구성하고데이터액세스를관리하기위해두부분으로구성

– 관련된정보를포함하는실제적인파일들의집합체(데이터를실제로저장하는파일들)

– 시스템내의모든파일에대한정보를제공하고이를계층적으로연결하는디렉터

 

파일 시스템 개념

• 파일 시스템은 논리적인 저장 단위인 파일 자원을 관리하며, 파일의 생성과 삭제 등 파일을 액세스하고 제어하는 책임이 있는 소프트웨어

 

– 파일시스템설계

• 사용자수, 사용자당 평균 파일 수와 크기 등 사용자 정보가 필요하고,

해당 시스템에서 실행할 응용 프로그램의 특성을 이해하여 적합한 파일 구성과 디렉터리 구조 결정해야 함

 

파일 시스템의 기능

-  사용자가 파일을 생성(create), 수정(modify), 삭제(delete) 가능

– 파일공유를위한적절한제어방법제공

– 여러가지접근제어방법을제공

– 다양한형태로파일을재구성방법제공

– 백업(backup)과 복구(recovery)를 위한 기능

– 사용자와장치간의독립성(device independence) 유지하기위하여기호화된이름 (symbolic name) 제공

– 정보가 안전하게 보호되고 비밀이 보장될 수 있도록

정보의 암호화(encryption)와 복호화(decryption) 제공

– 사용자에게 친숙한 인터페이스(user friendly interface) 제공

 

즉, 파일 시스템 : 정보를 저장하는 논리적인 관점과 저장 장치의 물리적인 특성을 고려하여 논리적 저장 단위인 파일을 정의하고 메모리에 매핑 시키는 시스템 소프트웨어 => 여러 계층(수준)으로 구성

 

 

 

블록 : 메모리와 디스크 간 전송 단위

      ㄴ 논리적파일을물리적파일로매핑하는과정

 

★ ★ ★ 블록킹(버퍼링) 블로킹: ★ ★ ★

- 

 

 

블록 1 , 블록 2 = 디스크임

 

파일의 구조

+ 파일을 구성하는 레코드들이 보조기억장치에 배치되는 방법

+ 파일에 대한 접근 방법과도 밀접한 관계

+ 파일의 구조 종류 (순차 파일, 색인된 순차 파일, 직접파일)

 

 

 

 

 

3교시

 

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파일 시스템은? - 논리적인 저장 단위인 파일 자원을 관리하며, 파일의 생성과 삭제 등 파일을 엑세스하고 제어하는 책임이 있는 소프트웨어

 

 

어우 길고 많다 진짜

 

§ 파일의유형

§ 파일의유형으로파일의내부구조형태짐작가능

 

§ 파일의세가지유형

• 일반(정규) 파일 - 가장 일반적인 파일과 데이터를 포함하는데 사용, 텍스트 나 이진형태

• 디렉터리파일 - 모든 유형의 파일에 액세스 할 수 있는 정보 포함하나, 실제 파일데이터는 포함하지 않음

• 특수파일 - 시스템 장치를 정의하거나 프로세스로 생성한 임시 파일로 파이프라고 하는 FIFO(선입선출), 블록, 문자이에해당 

 

운영체제가여러파일의구조를지원하면크기가커져복잡해진다는단점 

• 너무적은파일구조를지원하면프로그래밍어려움

 

파일이름에마침표를넣어서구분하여파일유형표현

• 파일이름은크게순수이름과확장자로구

 

파일의 유형

 

 

§ 파일의연산

-운영 체제는 파일에서 다양한 연산지원하여 컴퓨터에서 파일을 사용하도록 함

• 파일생성하기

• 파일열기

• 파일쓰기

• 파일읽기

• 파일재설정

• 파일삭제

• 파일크기조절

• 속성설정

• 파일이름바꾸기

• 파일삭제

 

 

파일 디스크립터(기술자)

- 파일 마다 독립적으로 존재

- 파일을 열 때 프로세스가 생성

- 파일 디스크립터는 음이 아닌 고유의 정수로, 파일을 액세스하려고 열린 파일(테이블)을 식별하는 데 사용

- 시스템에 따라 구조가 다를 수 있으며, 파일 시스템이 관리하여 사용자 직접 참조 불가

- 파일을 닫거나 프로세스 종료 할 때 폐기

 

 

디렉터리 : 유지하고 관리하여 디스크 등에 저장된 파일을 관리 <파일 관리하는 애>

ㄴ 장치 디렉터리 : 각 실제 장치에 저장, 장치에 있는 파일의 물리적 속성, 파일의 위치, 파일의 크기와 할당 과정 들을 나타냄

ㄴ 파일 디렉터리 : 모든 파일의 논리적 구성으로 이름, 파일 유형 , 소유한 사용자, 계정 정보 ,보호 엑세스 코드등을 기술

 

 

 

 

 

• 파일시스템내부에있는많은파일들을조직화하는메커니즘

 

• 디렉터리에서실행되어야할기능

– 탐색(search)

      • 특정파일에대한항목을발견하기위해서는디렉터리를찾는기능

 

– 파일생성(file create)

      • 새로운파일들을생성해야할필요가있으면이를디렉터리에첨가하는기능

 

– 파일삭제(file delete)

   • 파일이더이상필요없을때디렉터리로부터삭제기능

 

– 디렉터리리스트(directory list)

   • 디렉터리의내용들을보여줄수있어야하고, 그리스트 내의 각파일에 대한 디렉터리 항목의 내용을 보여줄 수 있어야 하는 기능

 

– 백업(back up)

    • 만약의 경우에 대비하여 일반적으로 파일들을 자기테이프 등에 복사하는 기능

 

 

디렉터리 구조

 

일 단계 구조 디렉터리

   - 가장 간단한 구조

   - 모든 파일들을 같은 디렉터리 내에 위치

   - 같은 디렉터리 내에 모두 상이한 이름을 가져야 함.

 

 

 

 

[이단계 구조 디렉터리]

   - 사용자 파일 디렉터리 (UFD)로 구성

   - 일 단계 디렉터이의 단점 서로 다른 사용자들 간의 파일명의 혼란을 해결

   - 새로운 사용자를 받아들이려고 할 때, 우선 시스템의 마스터 파일 디렉터리(MFD)를 탐색

   - MFD : 사용자의 이름이 등록되어 있고, 각 항목은 한 사람의 사용자에 대한 사용자 디렉터리를 가리킴

 

즉 , 이단계 구조 디렉터리에는 일단계 단점을 해결하고 MFD(키워드임!) 가 있다.

 

MFD = 이단계 구조

 

 

[트리 구조 디렉터리]

– 이단계 디렉터리 구조의 확장을 위한 일반화 된 방법

 

- 파일이나 디렉터리의 공유 금지

- UNIX파일 시스템은 트리로 구성

 

트리 구조 디렉터리 = UNIX

 

이단계 디렉터리 = MFD

 

 

 

 

비순환 구조 디렉터리

 

-  트리구조 디렉토리를 확장한 방법으로 디렉터리 시스템 중 가장 일반적인 방법

-  디렉터리들이 서브디렉터리나 파일을 공유할 수 있도록 허용하지만 순환은 금지

-  단순한 트리 구조보다 융통성은 좋으나 그 구조가 너무 복잡

 

 

일반적 그래프 구조 디렉터리

 

- 순환이 허용

 - 그래프 탐색 알고리즘도 간단

 - 무한 순환이 가능하므로 전역 탐색에는 신중

 - 각 디렉터리마다 불필요한 파일의 제거를 위한 쓰레기 수집(garbage collection)을 수행

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10주차 문제 < 사실상 이걸 암기해야 됨.

 

문제 1. 

디스크 스케줄링 전략의 목적으로 거리가 먼 것은?

가. 처리량을 최대화한다.
나. 평균 반응 시간을 최소화한다.
다. 탐색 시간을 최소화한다.

라. 회전 지연 시간을 최적화한다.

 

라. 회전 지연 시간을 최소화 해야한다.

 

 

문제 2

디스크 동작과 관련 없는 것은?

가. Seek Time
나. Latency Time
다. Transmission Time
라. Reading Time

 

라. Reading Time(얜 뭐임)

 

문제 3 

현재 헤드의 위치가 트랙 50에 있고, 요청 대기열에는 아래와 같은 순서로 들어 있다고 가정 할 때 FCFS 스케줄링 알로리즘에 의한 헤드의 총 이동 거리는 얼마인가?
          100, 180, 40, 120, 0, 130, 70, 80, 150, 200

 

가. 790
나. 380
다. 370
라. 250

 

가. :  잊지마라 FCFS = First-In-First-Out  (  First-Come-First-Served ) 는 단순한 ㅅㄲ여서 큐 순서대로 가면 된다. 50 > 100 > 180 > 40 ... 이렇게 이동함.

 

 

문제 4

파일 시스템의 기능으로 옳지 않은 것은?

가. 여러 종류의 점근 제어 방법을 제공
나. 파일의 생성, 변경, 제거
다. 네트워크 제어
라. 파일의 무결성과 보안을 유지 할 수 있는 방안 제공

 

다. 파일 시스템이여서 파일 관련된건 봐도 네트워크 제어를 파일에서 하는 건 못 봄.

 

문제 5

파일 구조는 파일을 구성하는 레코드들이 보조기억장치에 배치되는 방식을 말한다. 이에 관한 설명 중 틀린 것은?

가. 순차 파일의 레코드들은 반드시 연속된 물리적 저장 공간에 저장될 필요는 없다.
나. 인덱스된 순차 파일에서 레코드는 각 레코드의 키 값에 따라 논리적 순서대로 배열 되어 있다.
다. 직접 파일은 레코드가 직접 액세스 기억장치의 물리적 주소를 통해 직접 액세스한다.
라. 분할된 파일은 여러 개의 순차 서브파일로 구성된 파일이다.

 

가. 물리적 저장 공간에 저장되어 있씁니다 ..^^

 

문제 6

버퍼링(블록킹)에 대한 설명 중 틀린 것은?

가. 디스크 전체를 매우 큰 버퍼처럼 사용한다.
나. 블록은 섹터 하나 이상으로 구성된다.
다. CPU가 필요한 레코드를 읽으려고 기다리는 일이 없도록 한다.
라. 저속의 입출력 장치와 고속의 CPU 간의 속도 차이를 해소하는데 사용한다.

 

가. : (가에 대한 설명은 스폴링입니다.) >  블록사이에 갭이 있어서 전체를 사용하는건 아닌 듯..? 

 

문제 7

파일 디스크립터(file descriptor)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

가. 파일 디스크립터의 내용에는 파일의 ID번호, 디스크 내 주소, 파일 크기 등에 대한 정보가 수록된다.
나. 파일을 관리하기 위해 운영체제가 필요로 하는 정보를 갖고 있는 제어 블록으로 파일 제어 블록(FCB: File Control Block)이라고도 한다.
다. 보조 기억 장치에 저장 되어 있다가 파일을 개방할 때 주기억 장치로 옮긴다.
라. 모든 시스템에 동일한 자료구조를 갖는다.

 

라.  시스템에 따라 구조가 다를 수 있으며, 파일 시스템이 관리하여 사용자 직접 참조 불가 : 라고 합니다.

 

문제 8.

 

디렉토리 구조 중 다음 설명에 해당하는 것은?

- 하나의 루트 디렉토리와 여러 개의 부 디렉토리로 구성된다.
- UNIX, 윈도 운영체제에서 채택하고 있는 구조이다.
- 디렉토리 탐색은 포인터에 의하여 계층적으로 이루어진다.

 

가. 1단계 디렉토리 구조
나. 트리 디렉토리 구조
다. 2단계 디렉토리 구조
라. 비 순환 디렉터리 구조

 

나. : 트리 구조 디렉터리 = UNIX (계층적이라서 트리인줄알았는데 아니더라고 ㅋㅋ;

그리고 2단계 디렉토리 구조 = MFD입니다.

키워드 끼리 외우세용!@