[운영체제] 파일의 구조

1. 파일의 구조

- 파일의 구조는 파일을 구성하는 레코드들이 보조기억장치에 편성되는 방식을 의미하는 것으로, 편성 방법에 따라 순차 파일, 색인 순차 파일, 랜덤 파일, 분할 파일 등이 있다.

- 파일 편성 방법에 따라 파일 접근 방법을 분류할 수 있으므로 파일 접근 방법이라고도 한다.

2. 순차 파일(Sequential File, 순서 파일)

- 순차 파일은 레코드를 논리적인 처리 순서에 따라 연속된 물리적 저장공간에 기록하는 것을 의미한다.

- 파일의 레코드들이 순차적으로 기록되어 판독할 때도 순차적으로 접근하기 때문에 순차 접근 방식(SAM; Sequential Access Mothod)이라고도 한다.

- 급여 업무처럼 전체 자료를 처리 대상으로 일괄 처리하는 업무에 사용된다.

- 순차 접근이 가능한 자기 테이프를 모형화한 구조이다.

- 대화식 처리보다 일괄 처리에 적합한 구조이다.

1) 순차 파일의 장점

- 파일의 구성이 용이하고, 순차적으로 읽을 수 있으므로 기억공간의 이용 효율이 높다.

- 레코드만 저장하고 부가적인 정보는 저장하지 않으므로 기억공간의 낭비를 방지할 수 있다.

- 물리적으로 연속된 공간에 저장되므로 접근 속도가 빠르다.

- 어떠한 기억 매체에서도 실현 가능하다.

2) 순차 파일의 단점

- 파일에 새로운 레코드를 삽입하거나 삭제하는 경우 파일 전체를 복사한 후 수행해야 하므로 시간이 많이 걸린다.

- 파일의 특정 레코드를 검색하려면 순차적으로 모든 파일을 비교하면서 검색해야 하므로 검색 효율이 낮다.

3. 직접 파일(Direct File)

- 직접 파일은 파일을 구성하는 레코드를 임의의 물리적 저장공간에 기록하는 것으로, 직접 접근 방식(DAM; Direct Access Method)이라고도 한다.

- 레코드에 특정 기준으로 키가 할당되며, 해싱 함수(Hashing Function)를 이용하여 키에 대한 보조기억장치의 물리적 상대 레코드 주소를 계산한 후 해당하는 주소에 레코드를 저장한다.

- 레코드는 해싱 함수에 의해 계산된 물리적 주소를 통해 접근할 수 있다.

- 임의 접근이 가능한 자기 디스크나 자기 드럼을 사용한다.

1) 직접 파일의 장점

- 직접 접근 기억장치(DASD)의 물리적 주소를 통하여 파일의 각 레코드에 직접 접근하거나 기록할 수 있으며, 접근 및 기록의 순서에는 제약이 없다.

- 접근 시간이 빠르고 레코드의 삽입, 삭제, 갱신이 용이하다.

2) 직접 파일의 단점

- 레코드의 주소 변환 과정이 필요하며, 이 과정으로 인해 시간이 소요된다.

- 기억공간의 효율이 저하될 수 있다.

- 기억장치의 물리적 구조에 대한 지식이 필요하고, 프로그래밍 작업이 복잡하다.

4. 색인 순차 파일(Indexed Sequential File)

- 색인 순차 파일은 순차 파일과 직접 파일에서 지원하는 편성 방법이 결합된 형태이다.

- 색인(인덱스)을 이용한 순차적인 접근 방법을 제공하여 색인 순차 접근 방식(ISAM; Index Sequential Access Method)이라고도 한다.

- 각 레코드를 키 값 순으로 논리적으로 저장하고, 시스템은 각 레코드의 실제 주소가 저장된 색인을 관리한다.

- 레코드를 참조하려면 색인을 탐색한 후 색인이 가리키는 포인터(주소)를 사용하여 참조할 수 있다.

- 일반적으로 자기 디스크에서 많이 사용되며, 자기 테이프에서는 사용할 수 없다.

- 색인 순차 파일은 기본 영역, 색인 영역, 오버플로 영역으로 구성된다.

- 기본 영역(Prime Area) : 실제 레코드가 기록되는 데이터 영역으로, 각 레코드들은 키 값 순으로 저장된다.

- 색인 영역(Index Area) : 기본 영역에 있는 레코드들의 위치를 찾아가는 색인이 기록되는 영역으로, 트랙 색인 영역, 실린더 색인 영역, 마스터 색인 영역으로 분류한다.

- 오버플로 영역(Overflow Area) : 기본 영역에 빈 공간이 없어서 새로운 레코드의 삽입이 불가능할 때를 대비하여 예비로 확보해 둔 영역이다.

1) 색인 순차 파일의 장점

- 순차 처리와 임의 처리가 모두 가능하다.

- 효율적인 검색이 가능하고 삭제, 삽입, 갱신이 용이하다.

2) 색인 순차 파일의 단점

- 색인 영역이나 오버플로 영역을 설정해야 하므로 기억공간이 필요하다.

- 색인을 이용하여 참조하기 때문에 접근 시간이 직접 파일보다 느리다.

5. 분할 파일

- 분할 파일은 하나의 파일을 여러 개의 파일로 분할하여 저장하는 형태를 의미한다.

- 분할된 파일은 여러 개의 순차 서브 파일로 구성된 파일이며 Backup과 같이 하드디스크에 있는 내용을 테이프와 같은 보조기억장치에 저장할 때 사용된다.

- 일반적으로 파일의 크기가 클 경우에 사용된다.