to the Design and Specification of File Structure

Introduction

• 디스크는 RAM보다 훨씬 느림
  • RAM 접근 시간: 약 120 나노초
  • 디스크 접근 시간: 약 30 밀리초
  • 속도 비율로 환산하면 RAM 1초 ≈ 디스크 2일 22시간
• 디스크는 휘발성인 RAM과 달리 비휘발성이며, 훨씬 저렴하고 저장 용량이 큼
• 즉, 느린 대신 값싸고 용량이 큰 저장장치이므로 디스크 성능을 보완하는 구조 설계가 필요함

Why is File Structure Design Necessary?

• 디스크의 느린 성능을 고려하면, 디스크 접근을 최소화하는 설계가 필수
  • 시간 단위의 비교:
    • 120nanosec : 30milisec = 1 : 25x10^4 (RAM : Disk 속도)
    • 10^-9 vs 10^-3 단위의 접근 속도 차이 존재
• 디스크는 불휘발성 용량을 제공하기는 한다..
• 결론적으로, 디스크를 활용한 파일 시스템은 효율적 접근을 위한 구조적 설계가 절대적으로 필요함 → Disk I/O를 최소화하는 것이 파일 구조 설계의 목표
  • 계층적 저장장치 구조
  • Buffer 교체 알고리즘
  • 파일 처리 알고리즘

What is a Good File Structure Design?

• 파일(file): 동일한 형식의 레코드 집합으로, 하드디스크, SSD, 테이프 등 2차 저장장치에 저장
• 파일 구조(file structure): 데이터 표현 방식 (타입) + 데이터를 접근하는 연산 (CRUD) 집합
• 좋은 파일 구조 설계의 목표:
  • 디스크 접근을 최소화하여 정보를 얻는 비용 최소화
  • 즉, "적은 디스크 접근으로 많은 정보"를 얻을 수 있도록 설계

A Short History of File Structure Design