10. 파일 시스템

File and File System

• File
  • “A named collection of related information”
  • 일반적으로 비휘발성의 보조기억장치에 저장
  • 운영체제는 다양한 저장 장치를 file이라는 동일한 논리적 단위로 볼 수 있게 해 줌
  • Operation
    • create, read, write, reposition (lseek), delete, open, close 등
• File attribute(혹은 파일의 metadata)
  • 파일 자체의 내용이 아니라 파일을 관리하기 위한 각종 정보들
    • 파일 이름, 유형, 저장된 위치, 파일 사이즈
    • 접근 권한 (읽기/쓰기/실행), 시간(생성/변경/사용), 소유자 등
• File system
  • 운영체제에서 파일을 관리하는 부분
  • 파일 및 파일의 메타데이터, 디렉토리 정보 등을 관리
  • 파일의 저장 방법 결정
  • 파일 보호 등

Directory and Logical Disk

• Directory
  • 파일의 메타데이터 중 일부를 보관하고 있는 일종의 특별한 파일
  • 그 디렉토리에 속한 파일 이름 및 파일 attribute들
  • operation
    • search for a file, create a file, delete a file
    • list a directory, rename a file, traverse the file system
• Partition(=Logical Disk)
  • 하나의 (물리적) 디스크 안에 여러 파티션을 두는게 일반적
  • 여러 개의 물리적인 디스크를 하나의 파티션으로 구성하기도 함
  • (물리적) 디스크를 파티션으로 구성한 뒤 각각의 파티션에 file system을 깔거나 swapping 등 다른 용도로 사용할 수 있음

open()

• open(”a/b/c”)
  • 디스크로부터 파일 c의 메타데이터를 메모리로 가지고 옴
  • 이를 위하여 directory path를 search
    • 루트 디렉토리 “/”를 open하고 그 안에서 파일 “a”의 위치 획득
    • 파일”a”를 open한 후 read하여 그 안에서 파일 “b”의 위치 획득
    • 파일”b”를 open한 후 read하여 그 안에서 파일 “c”의 위치 획득
    • 파일”c”를 open한다.
  • Directory path의 search에 너무 많은 시간 소요
    • Open을 read / write와 별도로 두는 이유임
    • 한번 open한 파일은 read / write 시 directory search 불필요
  • Open file table
    • 현재 open된 파일들의 메타데이터 보관소(in memory)
    • 디스크의 메타데이터보다 몇 가지 정보가 추가
      • Open한 프로세스의 수
      • File offset : 파일 어느 위치 접근 중인지 표시 (별도 테이블 필요)
  • File descriptor(file handle, file control block)
    • Open file table에 대한 위치 정보 (프로세스 별)

File Protection

• 각 파일에 대해 누구에게 어떤 유형의 접근(read/write/execution)을 허락할 것인가?

• Access Control 방법

  • Access control Matrix

    • Access control list: 파일별로 누구에게 어떤 접근 권한이 있는지 표시
    • Capability : 사용자별로 자신이 접근 권한을 가진 파일 및 해당 권한 표시

  • Grouping

    • 전체 user를 owner, group, public의 세 그룹으로 구분
    • 각 파일에 대해 세 그룹의 접근 권한(rwx)을 3비트씩으로 표시
    • (예) UNIX
      • owner : rwx, group : r—, other : r—

  • Password

    • 파일마다 password를 두는 방법(디렉토리 파일에 두는 방법도 가능)
    • 모든 접근 권한에 대해 하나의 password: all-or-nothing
    • 접근 권한별 password : 암기 문제, 관리 문제

Access Methods

• 시스템이 제공하는 파일 정보의 접근 방식
  • 순차 접근(sequential access)
    • 카세트 테이프를 사용하는 방식처럼 접근
    • 읽거나 쓰면 offset은 자동적으로 증가
  • 직접 접근 (direct access, random access)
    • LP 레코드 판과 같이 접근하도록 함
    • 파일을 구성하는 레코드를 임의의 순서로 접근할 수 있음