파일 시스템은 스토리지 디스크의 데이터를 어떻게, 어디에 저장하는지 관리하는 프로세스로, 파일 관리 또는 FS라고도 합니다. 이는 디렉터리라고 알려진 그룹으로 분리된 파일을 압축하는 논리 디스크 구성 요소입니다. 이는 인간 사용자에게는 추상적이며 컴퓨터와 관련되어 있습니다. 따라서 디스크의 내부 작업을 관리합니다. 파일과 추가 디렉터리가 디렉터리에 있을 수 있습니다. Windows에는 다양한 파일 시스템이 있지만 현대에는 NTFS가 가장 일반적입니다. 파일 관리 없이는 동일한 이름의 파일이 존재하는 것도 불가능하고 설치된 프로그램을 제거하고 특정 파일을 복구하는 것도 불가능하며, 파일 구조 없이는 파일의 구성도 있을 수 없습니다. 파일 시스템을 사용하면 파일이 계층 구조로 관리되는 경우가 많으므로 현재 디렉터리의 파일을 볼 수 있습니다.

디스크(예: 하드 디스크 드라이브)에는 유형과 용도에 관계없이 파일 시스템이 있습니다. 또한 파일 크기, 파일 이름, 파일 위치 조각 정보, 디스크 데이터가 저장되는 위치에 대한 정보가 포함되어 있으며 사용자 또는 응용 프로그램이 데이터에 액세스하는 방법도 설명합니다. 메타데이터, 파일 이름 지정, 저장소 관리, 디렉터리/폴더와 같은 작업은 모두 파일 시스템에서 관리됩니다.

저장 장치에서 파일은 블록이라는 섹터 그룹에 데이터가 저장되는 섹터에 저장됩니다. 파일의 크기와 위치는 파일 시스템에 의해 식별되며 어떤 섹터를 사용할 준비가 되었는지 파악하는 데도 도움이 됩니다. Windows 외에도 FAT 및 NTFS 파일 시스템을 포함하는 다른 운영 체제가 있습니다. 그러나 iOS 및 macOS와 같은 Apple 제품은 운영 체제가 다양한 종류의 파일 시스템에 의해 지평선이 되기 때문에 HFS+를 사용합니다.

파티션을 지칭할 때 '파일 시스템'이라는 용어가 사용되는 경우도 있습니다. 예를 들어, '하드 드라이브에는 두 개의 파일 시스템을 사용할 수 있습니다'라고 해서 드라이브가 NTFS와 FAT의 두 파일 시스템으로 나누어져 있다는 의미는 아닙니다. 그러나 이는 동일한 물리적 디스크를 사용하는 두 개의 별도 파티션이 있음을 의미합니다.

작동하려면 접촉하는 대부분의 응용 프로그램에 파일 시스템이 필요합니다. 따라서 각 파티션에는 하나씩 있어야 합니다. 또한 프로그램이 macOS에서 사용하도록 제작된 경우 프로그램은 파일 시스템에 따라 다르므로 Windows에서 이 프로그램을 사용할 수 없습니다.

파일 시스템의 예

파일 시스템의 예는 다음과 같습니다.

지방: FAT는 하드 드라이브용으로 개발된 파일 시스템 유형입니다. 파일 할당 테이블(File Allocation Table)의 약자로 1977년에 처음 소개되었으며, 파일 할당 테이블(FAT)에 대한 모든 클러스터 액세스에 대해 각각 12비트 또는 16비트를 사용합니다. 하드 드라이브 및 기타 컴퓨터 시스템에서는 Microsoft 운영 체제의 파일을 관리하는 데 도움이 됩니다. 디지털 카메라, 플래시 메모리, 기타 휴대용 장치와 같은 장치에서는 파일 정보를 저장하는 데 사용되는 경우도 종종 있습니다. 또한 하드 디스크의 마모를 최소화하므로 하드 드라이브의 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 현재 Windows XP, Vista, 7, 10과 같은 최신 버전의 Microsoft Windows에서는 NTFS를 사용하므로 FAT는 사용되지 않습니다. 그만큼 FAT8, FAT12, FAT32, FAT16 모두 다른 유형의 FAT입니다(파일 할당 테이블용).

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GFS: GFS는 글로벌 파일 시스템(Global File System)을 의미하는 파일 시스템입니다. 미네소타 대학에서 처음 개발된 여러 대의 컴퓨터가 하나의 통합 기계로 작동할 수 있도록 하는 기능이 있습니다. 하지만 지금은 Red Hat이 관리하고 있습니다. 두 대 이상의 컴퓨터의 물리적 거리가 멀고 서로 직접 파일을 보낼 수 없는 경우 GFS 파일 시스템을 사용하면 파일 그룹을 직접 공유할 수 있습니다. 컴퓨터는 전역 파일 시스템의 도움으로 파일 시스템을 보존하기 위해 I/O를 구성할 수 있습니다.

HFS: HFS(Hierarchical File System)는 하드 디스크를 포맷할 때 Macintosh 컴퓨터에서 디렉터리를 생성하는 데 사용되는 파일 시스템입니다. 일반적으로 기본 기능은 Macintosh 하드 디스크에 파일을 정리하거나 보관하는 것입니다. Apple은 OS X가 출시된 이후 HFS 디스크에 대한 쓰기 또는 포맷을 지원할 수 없습니다. 또한 HFS는 Macintosh 형식이므로 HFS 형식 드라이브는 Windows 컴퓨터에서 인식되지 않습니다. WIN32 또는 NTFS 파일 시스템을 사용하여 Windows 하드 드라이브가 포맷됩니다.

NTFS: NTFS는 NT 파일 시스템을 의미하며 Windows NT 운영 체제 및 Windows 2000, Windows XP, Windows 7 및 Windows 10과 같은 다른 Windows 버전에서 파일을 저장하고 검색하는 파일 시스템입니다. 때로는 신기술이라고도 알려져 있습니다. 파일 시스템. FAT 및 HPFS 파일 시스템과 비교하여 더 나은 파일 복구 및 데이터 보호 방법을 제공하고 확장성, 보안 및 성능 측면에서 여러 가지 향상된 기능을 제공합니다.

UDF: UDF는 Universal Disk Format의 약어인 파일 시스템으로, 여러 광 미디어에 기록된 데이터 간의 일관성을 보장하기 위해 1995년 OSTA(Optical Storage Technology Association)에서 처음 개발한 데 사용되었습니다. CD-ROM 및 DVD-ROM과 함께 사용되며 모든 운영 체제에서 지원됩니다. 이제는 패킷 쓰기라고 하는 CD-R 및 CD-RW 프로세스에 사용됩니다.

파일 시스템 아키텍처

파일 시스템에는 2개 또는 3개의 레이어가 포함되어 있습니다. 때로는 이러한 레이어가 결합되어 작동하기도 하고 때로는 명시적으로 분리되기도 합니다. 파일 작업의 경우 API(응용 프로그램 인터페이스)는 사용자 응용 프로그램과의 상호 작용을 담당하므로 OPEN, CLOSE, READ 등과 같은 논리 파일 시스템에서 제공됩니다. 또한 처리를 위해 요청된 작업이 그 아래에 있는 레이어로 전달됩니다. 또한 물리적 파일 시스템의 다양한 동시 인스턴스에 대해 두 번째 선택적 계층인 가상 파일 시스템을 지원할 수 있습니다. 그리고 각 동시 인스턴스를 파일 시스템 구현이라고 합니다.

세 번째 계층은 물리적 파일 시스템이라고 불리는 버퍼링 및 메모리 관리를 담당합니다. 저장 장치의 물리적 동작과 관련되어 읽거나 쓰는 물리적 블록을 처리합니다. 또한 저장 장치를 구동하기 위해 이 계층은 채널 및 장치 드라이버와 상호 작용합니다.

파일 시스템 유형

파일 시스템에는 다음과 같은 다양한 종류가 있습니다.

1. 디스크 파일 시스템

디스크 저장 매체에서 디스크 파일 시스템은 몇 가지 시간 내에 데이터를 무작위로 처리하는 기능을 가지고 있습니다. 또한, 데이터 접근 속도가 빨라질 것이라는 기대감도 포함된다. 데이터의 순차적 위치에 관계없이 여러 사용자가 디스크 파일 시스템을 사용하여 디스크에 있는 여러 데이터에 액세스할 수 있습니다.

2. 플래시 파일 시스템

플래시 파일 시스템은 플래시 메모리의 제한, 성능 및 특수 능력을 담당합니다. 플래시 장치용으로 설계된 파일 시스템을 활용하는 것이 더 좋습니다. 그러나 디스크 파일 시스템은 플래시 메모리 장치를 사용할 수 있는 기본 저장 매체입니다.

3. 테이프 파일 시스템

테이프 파일 시스템은 테이프 형식이자 파일 시스템이므로 테이프에 파일을 보관하는 데 사용됩니다. 자기테이프는 디스크에 비해 장기간 데이터에 접근하는데 더 강력하며, 이는 생성 및 효율적인 관리 측면에서 범용 파일 시스템의 과제입니다.

4. 데이터베이스 파일 시스템

데이터베이스 기반 파일 시스템은 파일 관리를 위한 또 다른 방법입니다. 파일은 계층적으로 구조화된 관리가 아닌 특성(파일 유형, 작성자, 주제 등)으로 인식됩니다.

5. 트랜잭션 파일 시스템

일부 프로그램에서는 어떤 이유로든 실패하려면 하나 이상의 변경이 필요하거나 여러 파일 시스템 변경이 필요하지만 변경하지 않습니다. 예를 들어, 프로그램은 소프트웨어를 설치하거나 업데이트할 때 구성 파일이나 라이브러리 및 실행 파일을 작성할 수 있습니다. 업데이트 또는 설치 중에 소프트웨어가 중지되면 소프트웨어를 사용할 수 없거나 손상될 수 있습니다. 또한 소프트웨어 설치 또는 업데이트 프로세스가 불완전한 경우 전체 시스템을 사용할 수 없는 상태가 될 수 있습니다.

6. 네트워크 파일 시스템

네트워크 파일 시스템은 서버의 파일에 대한 액세스를 제공합니다. 네트워크에 연결된 원격 컴퓨터에서 로컬 인터페이스의 도움으로 프로그램은 계층적 파일과 디렉터리를 투명하게 생성, 관리 및 액세스할 수 있습니다. FTP 및 WebDAV, AFS, SMB 프로토콜, NFS용 파일 시스템과 유사한 클라이언트는 모두 네트워크 파일 시스템의 예입니다.

7. 공유 디스크 파일 시스템

공유 디스크 파일 시스템을 사용하면 여러 머신에서 동일한 외부 디스크 하위 시스템에 액세스할 수 있지만, 동일한 외부 디스크 하위 시스템에 액세스하는 머신 수가 늘어나면 이 조건에서 충돌이 발생할 수 있습니다. 따라서 충돌을 방지하기 위해 파일 시스템은 액세스할 하위 시스템을 결정합니다.

8. 최소 파일 시스템

1970년대 일부 초기 마이크로컴퓨터 사용자에게는 디스크와 디지털 테이프 장치가 훨씬 비쌌습니다. 일반적인 오디오 카세트 테이프를 사용하는 몇 가지 저렴한 기본 데이터 저장 시스템이 설계되었습니다. 카세트 레코더에서 시스템에 의해 데이터 쓰기가 필요할 때 'RECORD'를 누르라는 알림이 사용자에게 표시되었습니다. 그리고 시스템에 알리려면 키보드의 'RETURN'을 누르세요. 또한, 카세트 레코더에서는 시스템이 데이터를 읽어야 할 때 사용자가 'PLAY' 버튼을 눌러야 했습니다.

9. 플랫 파일 시스템

플랫 시스템에서는 하위 디렉터리를 사용할 수 없습니다. 여기에는 유일한 디렉터리가 포함되어 있으며 모든 파일은 단일 디렉터리에 보관됩니다. 사용 가능한 데이터 공간의 양이 상대적으로 적기 때문에 이러한 유형의 파일 시스템은 플로피 디스크 미디어를 처음 사용할 수 있었을 때 적합했습니다.

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