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 > 📅 2025.03.11 | 📁 Week 4
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 ## 🧠 학습 질문
-- [ ] 파일 시스템의 역할은 무엇인가?
-- [ ] 파일 할당 방법(연속, 연결, 인덱스)의 차이와 장단점은?
-- [ ] inode란 무엇이며 어떤 정보를 저장하는가?
-- [ ] 디렉토리는 어떻게 구현되는가?
-- [ ] 디스크 스케줄링 알고리즘(FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN)은?
-- [ ] 저널링 파일 시스템은 왜 필요하며 어떻게 동작하는가?
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+- [x] 파일 시스템의 역할은 무엇인가?
+- [x] 파일 할당 방법(연속, 연결, 인덱스)의 차이와 장단점은?
+- [x] inode란 무엇이며 어떤 정보를 저장하는가?
+- [x] 디렉토리는 어떻게 구현되는가?
+- [x] 디스크 스케줄링 알고리즘(FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN)은?
+- [x] 저널링 파일 시스템은 왜 필요하며 어떻게 동작하는가?
+
+⸻
+
+1️⃣ 파일 시스템의 역할
+
+**파일 시스템(File System)**은
+디스크 같은 보조기억장치에 데이터를 저장하고 관리하는 운영체제의 구성 요소이다.
+
+즉, 디스크를 사용자가 파일 단위로 사용할 수 있게 추상화한다.
+
+주요 역할
+
+1️⃣ 파일 관리
+	•	파일 생성(Create)
+	•	파일 삭제(Delete)
+	•	파일 읽기/쓰기(Read/Write)
+	•	파일 이름 관리
+
+2️⃣ 저장 공간 관리
+	•	디스크 블록 할당
+	•	빈 공간 관리
+
+3️⃣ 메타데이터 관리
+	•	파일 크기
+	•	생성 시간
+	•	접근 권한
+
+4️⃣ 디렉토리 구조 제공
+	•	파일을 계층적으로 관리
+
+5️⃣ 보호 및 접근 제어
+	•	사용자 권한 관리
+	•	공유 및 잠금
+
+✔ 정리
+→ 파일 시스템 = 디스크 공간 + 파일 + 디렉토리 + 메타데이터 관리
+
+⸻
+
+2️⃣ 파일 할당 방법
+
+파일은 디스크에 블록 단위로 저장된다.
+이 블록을 어떻게 연결해서 저장할 것인가가 파일 할당 방식이다.
+
+대표적인 3가지:
+
+1️⃣ 연속 할당 (Contiguous Allocation)
+2️⃣ 연결 할당 (Linked Allocation)
+3️⃣ 인덱스 할당 (Indexed Allocation)
+
+⸻
+
+1️⃣ 연속 할당 (Contiguous Allocation)
+
+파일을 연속된 디스크 블록에 저장
+
+파일 A → [10][11][12][13][14]
+
+장점
+
+✔ 매우 빠른 접근
+	•	순차 접근 빠름
+	•	랜덤 접근도 빠름
+
+✔ 구현 단순
+
+단점
+
+❌ 외부 단편화 발생
+
+디스크가 이렇게 될 수 있음
+
+[AAA][빈][BBBB][빈][CC]
+
+큰 파일을 넣기 어려움
+
+❌ 파일 크기 증가 어려움
+
+⸻
+
+2️⃣ 연결 할당 (Linked Allocation)
+
+파일 블록을 포인터로 연결
+
+[10] → [45] → [7] → [92]
+
+각 블록에 다음 블록 주소 저장
+
+장점
+
+✔ 외부 단편화 없음
+
+✔ 파일 크기 자유롭게 증가
+
+단점
+
+❌ 랜덤 접근 매우 느림
+
+예
+
+3번째 블록 접근
+
+1 → 2 → 3
+
+❌ 포인터 저장 공간 필요
+
+❌ 포인터 손상 시 파일 손상
+
+대표 구현
+→ FAT(File Allocation Table)
+
+⸻
+
+3️⃣ 인덱스 할당 (Indexed Allocation)
+
+인덱스 블록이 모든 블록 주소를 저장
+
+Index block
+↓
+[10][45][7][92]
+
+장점
+
+✔ 랜덤 접근 가능
+
+✔ 외부 단편화 없음
+
+✔ 파일 확장 쉬움
+
+단점
+
+❌ 인덱스 블록 필요
+
+❌ 작은 파일에서는 공간 낭비
+
+대표 예
+
+→ Unix inode
+
+⸻
+
+비교 정리
+
+방식	장점	단점
+연속	접근 속도 빠름	외부 단편화
+연결	공간 효율 좋음	랜덤 접근 느림
+인덱스	랜덤 접근 가능	인덱스 공간 필요
+
+
+⸻
+
+3️⃣ inode란 무엇인가
+
+inode = index node
+
+Unix/Linux 파일 시스템에서
+파일의 메타데이터를 저장하는 구조체
+
+✔ 파일 자체 데이터는 저장하지 않는다
+
+파일 데이터는 디스크 블록에 있다.
+
+inode는 그 위치 정보를 가진다.
+
+⸻
+
+inode에 저장되는 정보
+
+대표적으로 다음이 들어간다.
+	•	파일 타입 (file / directory)
+	•	파일 크기
+	•	소유자 UID
+	•	그룹 GID
+	•	접근 권한 (permission)
+	•	생성/수정/접근 시간
+	•	링크 수
+	•	데이터 블록 주소
+
+예
+
+inode
+ ├ file size
+ ├ owner
+ ├ permission
+ ├ timestamps
+ └ block pointers
+
+
+⸻
+
+파일 이름은 어디에 있을까?
+
+inode에는 파일 이름이 없다
+
+파일 이름은
+
+➡ 디렉토리
+
+에 저장된다.
+
+directory
+파일이름 → inode 번호
+
+
+⸻
+
+4️⃣ 디렉토리 구현
+
+디렉토리는 실제로 특수한 파일
+
+그 안에는
+
+파일 이름 → inode 번호
+
+가 저장된다.
+
+예
+
+Directory file
+
+fileA → inode 31
+fileB → inode 42
+fileC → inode 11
+
+파일 접근 과정
+
+파일 열기
+
+1. 디렉토리 검색
+2. inode 번호 찾기
+3. inode 읽기
+4. 데이터 블록 접근
+
+
+⸻
+
+5️⃣ 디스크 스케줄링 알고리즘
+
+디스크는 헤드 이동 비용이 매우 크다.
+
+그래서 요청 순서를 최적화한다.
+
+⸻
+
+1️⃣ FCFS (First Come First Serve)
+
+요청 순서대로 처리
+
+요청
+98 → 183 → 37 → 122
+
+장점
+
+✔ 공정
+
+단점
+
+❌ 헤드 이동 많음
+
+⸻
+
+2️⃣ SSTF (Shortest Seek Time First)
+
+가장 가까운 요청 먼저 처리
+
+예
+
+현재 50
+
+요청
+10 40 60 90
+
+→ 40 먼저
+
+장점
+
+✔ 평균 탐색 시간 감소
+
+단점
+
+❌ Starvation 가능
+
+멀리 있는 요청이 계속 밀림
+
+⸻
+
+3️⃣ SCAN (엘리베이터 알고리즘)
+
+헤드가 한 방향으로 이동하면서 처리
+
+← ← ← ← ←
+→ → → → →
+
+엘리베이터처럼 움직임
+
+특징
+
+✔ 공정성 향상
+✔ starvation 감소
+
+⸻
+
+4️⃣ C-SCAN (Circular SCAN)
+
+한 방향만 서비스
+
+→ → → → →
+끝
+
+처음으로 점프
+
+→ → → →
+
+특징
+
+✔ 요청 대기 시간 균일
+
+⸻
+
+정리
+
+알고리즘	특징
+FCFS	단순, 이동 많음
+SSTF	평균 탐색 시간 최소
+SCAN	엘리베이터 방식
+C-SCAN	한 방향 순환
+
+
+⸻
+
+6️⃣ 저널링 파일 시스템
+
+대표 예
+	•	ext3
+	•	ext4
+	•	NTFS
+
+⸻
+
+왜 필요한가
+
+문제:
+
+파일 시스템 작업 중 전원 꺼짐
+
+예
+
+파일 쓰는 중
+↓
+시스템 다운
+↓
+파일 시스템 깨짐
+
+이걸 파일 시스템 corruption이라고 한다.
+
+⸻
+
+해결 방법
+
+Journal (로그)를 먼저 기록
+
+⸻
+
+동작 과정
+
+1️⃣ 변경 내용을 Journal에 기록
+
+write intent
+
+2️⃣ 실제 디스크에 적용
+
+3️⃣ 완료 후 journal 제거
+
+⸻
+
+시스템이 중간에 꺼지면
+
+부팅 시
+
+journal 검사
+
+미완료 작업 복구
+
+⸻
+
+장점
+
+✔ 빠른 복구
+✔ 파일 시스템 안정성
+
+⸻
+
+📌 핵심 요약 (시험 핵심)
+
+파일 시스템 역할
+
+파일 관리
+디스크 공간 관리
+메타데이터 관리
+디렉토리 구조 제공
+접근 제어
+
+파일 할당
+
+연속 → 빠르지만 단편화
+연결 → 확장 쉬움, 랜덤 느림
+인덱스 → 랜덤 가능
+
+inode
+
+파일 메타데이터 저장
+데이터 블록 위치 저장
+파일 이름은 없음
+
+디스크 스케줄링
+
+FCFS
+SSTF
+SCAN
+C-SCAN
+
+저널링 파일 시스템
+
+먼저 로그 기록 → 실제 작업
+전원 장애 시 복구 가능
+
+
 ## 📎 참고 자료
 <!-- 공부하면서 참고한 링크를 여기에 추가해주세요 -->
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