[OS] 11-1. Disk System, File System

Outline

• Disk System
• File System
  
  • Partition
  • Directory
  • File
• Directory Structure
• File Protection
• Allocation Methods
• Free Space Management

 

Disk System

Disk pack

- 데이터 영구 저장 장치 (비 휘발성)

구성

• Sector: 데이터 저장/판독의 물리적 단위
• Track: Platter 한 면에서 중심으로 같은 거리에 있는 sector들의 집합
• Cylinder: 같은 반지름을 갖는 track의 집합
• Platter: 양면에 자성 물질을 입힌 원형 금속판, 데이터의 기록/판독이 가능한 기록 매체
• Surface: Platter의 윗면과 아랫면

 

Disk drive

- Disk pack에 데이터를 기록하거나 판독할 수 있도록 구성된 장치

구성

• Head: 디스크 표면에 데이터를 기록/판독
• Arm: Head를 고정/지탱
• Positioner(Boom): Arm을 지탱, Head를 원하는 track으로 이동
• Spindle: Disk pack을 고정 (회전축), 분당 회전 수 (RPM, Revolutions Per Minute)

 

Disk Address

Physical disk address

• Sector(물리적 데이터 전송 단위)를 지정 (다음 주소들이 있어야 접근이 가능하다)

Logical disk address: relative address (상대주소)

• os가 모든 종류의 하드디스크를 다 알 수 없다. (Pysical한 특징을 알 수 없다)
• Disk System의 데이터 전체를 Block들의 나열로 취급함
  • Block에 번호 부여
  • 임의의 Block에 접근 가능
• Block번호 -> Physical address 모듈 필요 (disk driver)

그림으로 표현하면 다음과 같다.

1. 운영체제의 입장에서 디스크는 블록들의 집합
2. 디스크를 access할 때는 블록번호를 전달하면
3. disk driver가 블록번호를 실제 디스크의 physical address로 변환한다.
4. disk controller는 실제 주소를 찾아가서 데이터를 읽거나 쓴다.

Data Access in Disk System

1) Seek time

• 디스크 head를 필요한 cylinder로 이동하는 시간

2) Rotational delay

• 1) 이후에서 부터,
• 필요한 sector가 head위치로 도착하는 시간

3) Data transmission time

• 2) 이후에서 부터,
• 해당 sector를 읽어서 전송(or 기록) 하는 시간

 

File System

사용자들이 사용하는 파일들을 관리하는 운영체제의 한 부분

 

File system의 구성

• Files: 연관된 정보의 집합
• Directory structure: 시스템 내 파일들의 정보를 구성 및 제공
• Partitions: Directory들의 집합을 논리적/물리적으로 구분

 

File 

보조기억장치에 저장된 연관된 정보들의 집합들

• 보조 기억 장치 할당의 최소 단위
• Sequence of bytes (물리적 정의)

내용에 따른 분류

• Program file: Source program, object program, executable files
• Data file

형태에 따른 분류

• Text (ascii) file
• Binary file

 

File attribute(속성)

• 이름
• Identifuer
• Type(.jpg, .c, .javac ...)
• Location
• Size
• Protection: access control information
• User Identification (Owner)
• Time, date: creation, late reference, last modification

 

File operations 

• Create
• Write
• Read
• Reposion
• Delete
• Etc..

OS는 file operation들에 대한 system call을 제공해야 함

 

File Access Methods

• Sequential access (순차 접근): File 을 record(or bytes) 단위로 순서대로 접근 (E.g., fgetc())
• Directed access (직접 접근): 원하는 block을 직접 접근 (E.g., lseek(), seek())
• Indexed access: Index를 참조하여, 원하는 block를 찾은 후 데이터에 접근

 

File System Organization

Partition(minidisks, volumes)

= virtual disk

Directory

File들을 분류, 보관하기 위한 개념

Operations on directory

• Search for a file
• Create a file
• Delete a file
• List a directory
• Rename a file
• Traverse the file system

Mounting

현재 File system에 다른 File system를 붙이는것