파일과 디렉터리의 이해

컴퓨터 시스템의 기본 요소인 파일과 디렉터리는 우리가 매일 사용하는 디지털 환경의 핵심 구성 요소다.

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파일(File)이란?

파일은 컴퓨터에 저장된 데이터의 집합체다. 텍스트 문서, 이미지, 음악, 비디오, 프로그램 등 다양한 형태로 존재하며 각각은 고유한 이름과 확장자를 가진다.

파일의 주요 특성:

1. 이름과 확장자: 파일은 이름과 확장자(예: document.txt, image.jpg)로 구성된다. 확장자는 파일의 유형을 나타낸다.
2. 크기: 파일은 바이트(byte) 단위로 측정되는 크기를 가진다.
3. 생성 및 수정 날짜: 모든 파일은 생성된 시간과 마지막으로 수정된 시간 정보를 포함한다.
4. 속성: 읽기 전용, 숨김, 시스템 등의 속성을 가질 수 있다.

파일 형식:

• 텍스트 파일: 단순한 텍스트 정보만 포함 (.txt, .md 등)
• 이진 파일: 컴퓨터가 직접 해석할 수 있는 형식 (.exe, .dll 등)
• 미디어 파일: 이미지, 오디오, 비디오 등 (.jpg, .mp3, .mp4 등)
• 문서 파일: 서식이 있는 텍스트와 다양한 요소를 포함 (.docx, .pdf 등)

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디렉터리(Directory)란?

디렉터리는 파일과 다른 디렉터리를 포함할 수 있는 컨테이너다. 흔히 "폴더"라고도 불리며 컴퓨터의 파일 시스템을 조직화하는 중요한 요소다.

디렉터리의 주요 특성:

1. 계층 구조: 디렉터리는 트리 구조로 조직되어 있어 상위-하위 관계를 형성한다.
2. 경로: 디렉터리의 위치는 경로로 표시된다(예: C:\Users\Documents)
3. 루트 디렉터리: 모든 디렉터리 구조의 시작점이다(윈도우에서는 C:, 리눅스/유닉스에서는 /)
4. 특수 디렉터리: . (현재 디렉터리), .. (상위 디렉터리)와 같은 특수 표기가 있다.

디렉터리의 장점:

• 파일을 논리적으로 분류하고 관리할 수 있다.
• 같은 이름의 파일도 다른 디렉터리에 존재할 수 있다.
• 접근 권한을 디렉터리 단위로 관리할 수 있다.
• 검색과 백업을 효율적으로 수행할 수 있다.

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파일과 메모리

파일은 저장 장치에 메모리는 RAM에 데이터를 보관한다는 차이점이 있지만 두 개념은 밀접하게 연관되어 있다.

파일과 메모리의 관계:

1. 영속성:
   • 파일: 컴퓨터가 종료되어도 데이터가 유지된다.
   • 메모리(RAM): 전원이 꺼지면 데이터가 소멸된다.
2. 접근 속도:
   • 파일: 하드 디스크나 SSD에 저장되어 상대적으로 접근 속도가 느리다.
   • 메모리: 매우 빠른 접근 속도를 제공한다.
3. 파일 로딩 과정:
   • 프로그램이 파일을 열면 해당 데이터는 디스크에서 메모리로 로드된다.
   • 수정 작업은 메모리에서 이루어지고 저장 시 다시 디스크에 기록된다.
4. 가상 메모리:
   • 물리적 RAM이 부족할 때 하드 디스크의 일부를 메모리처럼 사용한다.
   • 이를 "페이징 파일" 또는 "스왑 파일"이라고 한다.
5. 메모리 매핑 파일:
   • 파일의 내용을 메모리에 직접 매핑하여 효율적으로 접근하는 기술이다.
   • 대용량 파일 처리에 효과적이다.

파일 캐싱:

운영 체제는 자주 사용하는 파일 데이터를 메모리에 캐싱하여 성능을 향상시킨다. 이렇게 하면 같은 파일에 반복적으로 접근할 때 디스크에서 다시 읽을 필요 없이 빠르게 접근할 수 있다.