File system

File : contiguous logical address

 ㄴ type : Data / Program + text/source...

 ㄴ 추상 데이터 타입, 여러 명령어 존재

   ㄴ create, open, write..

 

Open File : 열려있는 파일관리  ㄴ table , pointer,count 등 이용

 

Open File locking 

  ㄴ shared: Read 공유 / execlusive : only1 process Write 

  ㄴ mandatory: request -> 승인OK -> access  / advisory : Lock 확인 -> access 선택

 

sequential-access

 : 한쪽방향으로 pointer 증가

    ㄴ Rewrite X -> rewind(reset) 후에 write

 

Direct access

  ㄴ file들을 고정된 크기로

 

 

     ㄴ n:  block number

     ㄴ n번째로 direct접근

  

Index/relative Files

 

index : 메모리에 있음 -> 찾는 속도 빠름

 

Directory : many Files 묶음

 

Single-level directory

  ㄴ 1개의 디렉토리에 all files

   ㄴ 같은이름 + grouping X

>>

 

Two-level directory

   ㄴ 같은이름O / grouping X 

     ㄴ 고양이 이라는 거에 하나의 file 만 가능함

 

 

Tree-structed

ㄴ grouping O

  ㄴ mail이라는거에 prog/copy/prt/exp... 가능

ㄴ Absolute: 전체 경로 / relative : 현재 file 기준

문제1) Aliasing : 하나에 두개의 이름을 가짐 list,all + w,words -> list

문제2) dangling pointer: count 디렉토리에서 같은 file을 공유함 

if) 왼쪽 count에서 삭제시 -> 우측 count에서 문제발생!

>>

해결1) BackPointer : pointer 추적 -> 왼쪽 삭제시 우측도 같이 제거

해결2) Entry-hold-count solution : count 0 일시 제거

  ㄴif) 좌측 우측 2개-> count 2

해결3) Link(hard) : 기존

             ㄴ resolve the link(soft)

                ㄴ B -> A -> file() : 간접적으로

 

General Graph 

  ㄴ cycle 존재 -> 무한 loop 

     ㄴ garbage collection : 더 이상 참조X -> 제거하는 알고리즘 

     ㄴ new link 할 때마다 cycle 확인

 

File Protection

 : Access lists and group

 

ㄴ 111      110       001

    RWX    RW       X

    (root) (group) (pubile)

 

File structure 

ㄴ File system in Disk

    ㄴ interface / logical -> physical address mapping

    ㄴ  효율적이고 편리한 접근 제공

ㄴ File control bolck(FCB): 파일에 대한 정보를 담고 있는 저장 구조

ㄴ Device driver : 물리적 장치를 제어

 

 

File system layerd 

// many File system in OS // CD,DVD,Blue-Ray...

ㄴ 장) 복잡성 / 중복성 ↓

ㄴ 단) Overhead

 

File system layerd

 

Logical file system: metadata관리 // FCB + protection

 

File organization module: 파일, logical address , 물리 block의 관계를 이해

  ㄴ logical block number -> physical , Disk 여유 공간 관리/ 할당

 

Basic file system: "블록 123을 가져오라" 받은 명령 -> Device driver 로 전달

 +  memory buffer / cache관리 // 할당, 해제, 교체

buffer <> cache

// buffer : 전송 중인 데이터를 임시 보관
// cache : 자주 사용되는 데이터 임시 보관

 

Device drivers: I/O control 계층 ->  I/O 장치 관리 

  ㄴ  High 명령  -> low 명령 변환 // HW controller가 이해

// "드라이브1, 실린더 72, 트랙 2, 섹터 10 -> 메모리 위치 1060으로 읽어라" // 상위 명령, USER가 이해

 

 

File-System operations ON Disk

• Boot control block: OS boot 정보 // 볼륨의 첫 번째 블록
• Volume control bloc 볼륨의 상세 정보
• Directory structure: 파일 이름 / inode 번호(MFT) 관리
• NTFS : FCB들을 하나로 // 관계형 DB -> MFT(master file table) 내에 저장

File system data struct IN Memory

• Mount table: mounted File system 정보
• System-wide open-file table:  In system, All FCBs 
• Per-process open-file table: 각 프로세스별 FCBs
• buff :  Data block in Disk 임시 저장
• open() : File handler return 
• read() :  Data -> Memory

 

1. open() : directory structre -> FCB -> System-wide 에 복사

     ㄴ Per-process -> system -wide(복사해둔 FCB가있는곳)를 가르킴

         ㄴ File handler return 

 

2. read() : 포인터 참고 -> 실제 Disk에있는 block에 접근 -> buffer로 전달

 

Directory Implementation(구현)

 

Linear list 파일 이름과 데이터 블록 포인터를 순차적인 리스트로 관리합니다.

  ㄴ 간단 <> linear search -> time ↑

    >> linked / DB) B+ tree

Hash Table: hash fuction -> file name을 hash값(index)로 변환 -> Directory 정보로 저장

 ㄴ search time↓ <> Collisions: 다른 file name -> 같은 해시 값으로 매핑

     >> chained-overflow

 

 

Allocation Methods

 

1. Contiguous

count 0 부터 2개 -> 0,1 // continguous

 ㄴ 간단 <> external fragmentation 

    >> compaction -> 성능↓

LA : logical address ÷ block size(ex) 512B)
Q   : block num
R   : offset // 해당 block 內
>> physical block address = 시작 주소 + Q

1.1 Extent-Based Systems : 1.+ block 을 여러개로 묶어서 // ex) 1~10MB

 

2. Linked

ㄴ external fragmentation X <> internal O

ㄴ Linked의 고질적 단점 : 하나씩 search time↑

  > 10개 block 단위로 cluster -> linked 길의↓   

     <> internal ↑↑

ㄴ 신뢰성↓ : 앞의 포인터 하나 손상시 다음 포인터를 믿을수 있느냐?

LA/(blcok size - pointer size)  
// 사진은 pointer size가 1이라 가정
offset : R+1 // 사진 처럼 Base에 포인터 1을 보정

 

2-2 FAT : File-Allocation Table

like page table 처럼 test :217 -> 618 -> 339... Liked

 

 

3.  Indexed Allocation

        ㄴ 각각 쪼개서 number 들을 하나의 index table(block) 으로 만듦 

단) index block (ex) 19 -> 자체가 overhead

511 : pointer 보정 -1

Q1 : 어느 index table인지

Q2 :  index table의 offset // block 내 몇번째 block number인지

R2 : blcok offset

 

 

Two-level index

 : 4KB / per 1-block : 4B짜리 pointer -> 1024개

   ㄴ 1개의 outer/inner block : 1024개의 pointer

     ㄴ 1024 * 1024 = 1M개의 Data block pointer 

 >>> 1M * 각 4KB = 4GB 의 파일 표현 가능