컴퓨터 파일

3. 종류

파일은 크게 텍스트 파일과 이진 파일(바이너리 파일)로 나눌 수 있다. 파일 형식은 파일의 내용을 구성하는 방식을 나타내며, 파일 확장자를 통해 구분하는 경우가 많다.

텍스트 파일은 ASCII나 유니코드로 이루어져 있으며, 보통 메모장으로 읽을 수 있다. 이진 파일은 0 또는 1의 데이터의 연속을 저장한 파일로, 대부분의 문서 편집기에서는 파일이 열리지 않거나 글자가 깨진다.

파일은 UNIX에서 문자 정보만 있는 텍스트 정보를 식별하기 위해 이진 파일과 텍스트 파일로 구분되었으며, 이러한 구분 방식은 DOS, Windows, Macintosh 등 개인용 컴퓨터 운영 체제에도 적용되었다.

이진 파일은 컴퓨터 내부에서 프로그램이 직접 처리하는 데이터(비트 열)를 그대로 저장하며, 그 비트 열이 의미하는 바는 각 애플리케이션 소프트웨어마다 다르다. 반면, 텍스트 파일은 문자 코드에 따른 비트 열이 저장되어 있는 파일이다. 즉, 텍스트 파일은 표준화된 비트 열 정의를 가진 파일이고, 이진 파일은 각 애플리케이션 고유의 비트 열 정의를 가진 파일이다.

텍스트 편집기(Windows에서는 "메모장" 등)는 이진 파일에서 "문자 깨짐"을 일으키지만, 텍스트 파일은 일정한 문자열로 표시된다. 워드 프로세서 소프트웨어로 작성된 문서 파일은 문자 정보뿐만 아니라 글자 크기, 색상, 열 정보, 페이지 정보 등 다양한 고유 데이터를 다루므로 이진 파일의 일종이다.

텍스트 데이터는 "가", "나"와 같은 글자 자체만을 나타내며, 글꼴, 크기, 색상 등은 포함하지 않는다. 그러나 "줄 바꿈"이나 "공백" 등은 포함된다. 이는 타자기 시대의 문자 개념이 컴퓨터화된 것이다.

이진 파일은 애플리케이션이 고유하게 정의한 데이터 열이지만, 업계에서 표준화된 데이터 형식을 포함하기도 한다. 또한, 애플리케이션이 작동하는 운영 체제에서 표준화된 구조로 되어 있는 경우도 있다. 파일 앞부분(또는 뒷부분) 등에 정의된 데이터를 포함하여 데이터 종류, 포맷, 버전 등을 판단하거나, 컴퓨터에 설치된 소프트웨어로 열 수 있는지 확인하는 데 사용된다.

4. 파일의 개념

객체 지향 개념을 도입한 애플(Apple) 매킨토시는 파일 취급에 리소스 개념을 도입했다. 파일과 리소스를 함께 보관하여, 파일을 선택하면(예: GUI에서 더블 클릭) 운영 체제가 자동으로 연결된 응용 프로그램을 실행하는 방식이다. 사용자는 어떤 애플리케이션으로 파일을 만들었는지 기억하지 않아도, 파일 이름만으로 선택하여 소프트웨어를 기동할 수 있어 편리하다. Windows에서는 이 개념이 "파일 확장자에 의한 애플리케이션 연관"으로 알려져 있다.

5. 파일의 구성

대부분의 현대 운영 체제에서 파일은 1차원 바이트 배열로 구성된다. 파일은 데이터의 컨테이너일 뿐이므로, 파일의 형식은 내용에 의해 정의된다.

일부 플랫폼에서는 파일 확장자로 형식이 표시되며, 바이트를 의미 있게 구성하고 해석하는 규칙을 지정한다. 예를 들어 일반 텍스트 파일( in Windows)의 바이트는 ASCII 또는 UTF-8 문자와 관련이 있는 반면, 이미지, 비디오 및 오디오 파일의 바이트는 다르게 해석된다. 대부분의 파일 형식은 파일 자체에 대한 기본적인 정보를 담을 수 있도록 메타데이터에 몇 바이트를 할당한다.

일부 파일 시스템은 파일 형식 외부에 파일 관련 임의의 데이터(파일 시스템에서 해석되지 않음)를 저장할 수 있지만 파일에 연결될 수 있다. 예를 들어 확장 속성 또는 fork가 있다. 다른 파일 시스템에서는 사이드카 파일 또는 소프트웨어 관련 데이터베이스를 통해 이 작업을 수행할 수 있다. 그러나 이러한 모든 방법은 컨테이너 및 아카이브 파일 형식보다 메타데이터 손실에 더 취약하다.

컴퓨터 파일의 정보는 개별적으로 다르지만 몇 가지 공통적인 특징을 공유하는 더 작은 정보 패킷(종종 "레코드" 또는 "줄")으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 급여 파일에는 회사 내 모든 직원과 해당 급여 세부 정보에 관한 정보가 포함될 수 있다. 급여 파일의 각 레코드는 단 한 명의 직원에 관한 것이며 모든 레코드는 급여와 관련된 공통적인 특징을 가지고 있다. 이는 컴퓨터가 없는 사무실에서 모든 급여 정보를 특정 보관 캐비닛에 넣는 것과 매우 유사하다. 텍스트 파일에는 종이에 인쇄된 줄에 해당하는 텍스트 줄이 포함될 수 있다. 또는 파일에는 임의의 바이너리 이미지(블롭)가 포함되거나 실행 파일이 포함될 수 있다.

5. 1. 파일 크기

6. 파일 연산

운영 체제는 파일을 다루기 위한 기본적인 기능들을 제공한다. 운영 체제와 그에 수반되는 파일 시스템에 따라 프로그램이 파일을 이용하는 방식이 다를 수 있지만, 일반적으로 다음과 같은 기능들이 활용된다.

• 주어진 이름으로 파일을 만든다.
• 파일에 접근할 수 있는 권한에 관한 특성을 설정한다.
• 파일을 열어 콘텐츠를 사용한다.
• 콘텐츠를 읽거나 새로 고친다.
• 새로 고친 콘텐츠를 안정적인 기억 장소로 위임한다.
• 다시 열릴 때까지 접근을 못하게 하기 위해 파일을 닫아 둔다.

• 새 파일 만들기
• 파일의 접근 권한 및 속성 변경
• 파일 열기 (파일 내용을 프로그램에서 사용할 수 있도록 함)
• 파일에서 데이터 읽기
• 파일에 데이터 쓰기
• 파일 삭제
• 파일 닫기 (파일과 프로그램 간의 연관성 종료)
• 파일 잘라내기 (내용을 다시 쓰지 않고 파일 시스템 내에서 지정된 크기로 파일을 줄임)
• 내용을 쓰지 않고 파일에 공간 할당. (일부 파일 시스템에서는 지원되지 않음)^[8]

7. 파일 식별 및 구성

현대 컴퓨터 시스템에서 파일은 일반적으로 파일 이름을 사용하여 접근한다. 파일 이름은 파일 자체와 연결되거나, 파일에 대한 링크로 존재할 수 있다. 파일과 링크는 디렉터리(폴더라고도 함)에 위치하며, 디렉터리는 계층적 구조를 이룬다. 즉, 디렉터리 안에 다른 디렉터리(하위 디렉터리)가 존재할 수 있으며, 이러한 구조는 최상위 루트 디렉터리부터 시작하여 트리 형태로 구성된다.

8. 파일 보호

최신 컴퓨터 시스템은 우발적이고 의도적인 손상으로부터 파일을 보호하는 방법을 제공한다. 여러 사용자를 허용하는 컴퓨터는 파일을 수정, 삭제 또는 생성할 수 있는 사용자를 제어하기 위해 파일 권한을 구현한다. 예를 들어, 특정 사용자에게는 파일을 읽을 수 있는 권한만 부여되고 수정하거나 삭제할 수 있는 권한은 부여되지 않을 수 있다. 또는 사용자에게는 파일 또는 폴더를 읽고 수정할 수 있는 권한이 부여되지만 실행할 수는 없다. 권한은 또한 특정 사용자만 파일 또는 폴더의 내용을 볼 수 있도록 하는 데 사용될 수 있다. 권한은 파일 내 정보의 무단 변조 또는 파괴로부터 보호하고 무단 사용자로부터 개인 정보를 기밀로 유지한다.

많은 컴퓨터에서 구현되는 또 다른 보호 메커니즘은 ''읽기 전용 플래그''이다. 이 플래그가 파일에 대해 켜져 있으면 (컴퓨터 프로그램 또는 사용자에 의해 수행될 수 있음) 파일을 검사할 수 있지만 수정할 수는 없다. 이 플래그는 컴퓨터 시스템의 내부 부분에서만 사용되는 특수 파일과 같이 수정하거나 지워서는 안 되는 중요한 정보에 유용하다. 일부 시스템에는 특정 파일을 숨기기 위해 ''숨김 플래그''도 포함되어 있다. 이 플래그는 사용자가 변경해서는 안 되는 필수 시스템 파일을 숨기기 위해 컴퓨터 시스템에서 사용된다.

9. 파일 저장

컴퓨터 파일은 대부분 하드 디스크와 같은 물리적인 비휘발성 메모리 데이터 저장 장치에 저장된다.^[9] 1960년대 초부터 하드 디스크가 널리 사용되었다. 파일에 임시 정보만 포함된 경우에는 RAM에 저장될 수도 있다. 자기 테이프, 콤팩트 디스크, 디지털 다기능 디스크, Zip 드라이브, USB 플래시 드라이브 등 다른 매체에도 파일을 저장할 수 있으며, 솔리드 스테이트 드라이브도 하드 디스크의 경쟁자로 떠오르고 있다.

유닉스 계열 운영 체제에서는 /dev/null처럼 실제 저장 장치에 대응하지 않는 가상 파일도 존재한다. /dev, /proc, /sys 디렉터리 아래의 대부분의 파일이 이에 해당하며, 운영 체제 커널 내의 객체로 존재한다.

9. 1. 파일 손상

• 열린 파일이나 저장 중인 파일이 있는 상태에서 컴퓨터 자체가 예기치 않게 종료되는 경우 (예: 정전)^[10][11][12]
• 다운로드가 완료되기 전에 중단된 경우
• 불량 섹터가 하드 드라이브에 있는 경우^[10][11]
• 사용자가 제대로 마운트 해제하지 않고 플래시 드라이브(예: USB 스틱)를 제거하는 경우 (일반적으로 "안전하게 제거"라고 함)^{[13][14][15][16]}
• 컴퓨터 바이러스와 같은 악성 소프트웨어^{[10][11][17][18]}
• 플래시 드라이브가 너무 오래된 경우^[16]

9. 2. 파일 이동

10. 백업

컴퓨터 파일이 매우 중요한 정보를 담고 있을 때, 파일을 파괴할 수 있는 재해로부터 보호하기 위해 ''백업''을 한다. 파일 백업은 파일의 사본을 별도의 위치에 만들어, 컴퓨터에 문제가 생기거나 실수로 삭제했을 때 복원할 수 있도록 하는 것이다.^[1]

파일을 백업하는 방법은 여러 가지가 있다. 대부분의 컴퓨터 시스템은 백업을 도와주는 유틸리티 프로그램을 제공하지만, 보호해야 할 파일이 많으면 시간이 많이 걸릴 수 있다. 파일은 쓰기 가능한 CD나 카트리지 테이프와 같은 이동식 매체에 복사하는 경우가 많다. 파일을 같은 컴퓨터의 다른 하드 디스크에 복사하면 하나의 디스크 고장으로부터는 보호할 수 있지만, 컴퓨터 전체가 고장나거나 파괴되는 경우에는 파일의 사본을 컴퓨터에서 떼어내 안전하고 떨어진 위치에 보관할 수 있는 다른 매체에 만들어야 한다.^[1]

할아버지-아버지-아들 백업 방식은 세 개의 백업을 자동으로 만든다. 할아버지 파일은 가장 오래된 파일 사본이고, 아들은 현재 사본이다.^[1]

11. 파일 시스템과 파일 관리자

컴퓨터가 파일을 구성하고, 이름을 지정하고, 저장하고, 조작하는 방식을 통칭하여 파일 시스템이라고 부른다. 대부분의 컴퓨터는 적어도 하나의 파일 시스템을 가지고 있으며, 일부는 여러 개의 다른 파일 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들어, 최신 MS 윈도우 컴퓨터에서는 구형 MS-DOS와 이전 버전의 윈도우에서 사용되던 FAT 형식의 파일 시스템이 최신 버전의 윈도우에서 일반적인 파일 시스템인 NTFS 파일 시스템과 함께 지원된다. 각 시스템마다 장단점이 있는데, 표준 FAT는 파일 이름에 공백 없이 8자(3자 확장자 포함)만 허용하지만, NTFS는 공백을 포함할 수 있는 훨씬 더 긴 이름을 허용한다.

파일 관리자는 사용자가 파일을 직접 조작할 수 있도록 하는 유틸리티 프로그램이다. 파일을 이동, 생성, 삭제 및 이름 변경할 수 있지만, 실제로 파일의 내용을 읽거나 정보를 저장할 수는 없다. 모든 컴퓨터 시스템은 자체 파일 시스템에 대한 최소 하나의 파일 관리자 프로그램을 제공한다. 예를 들어, 파일 탐색기(이전에는 Windows 탐색기)는 마이크로소프트 윈도우 운영 체제에서 일반적으로 사용되며, Nautilus는 여러 리눅스 배포판에서 흔히 사용된다.

11. 1. 단편화

참조

_[1] 웹사이트 Online Etymology Dictionary https://www.etymonli[...] 2015-08-17
_[2] 서적 Punched card methods in scientific computation https://catalog.hath[...] The Thomas J. Watson Astronomical Computing Bureau, Columbia University 1940
_[3] 간행물 On the Construction of Tables by Interpolation (Plate 6) 1928-04-13
_[4] Citation Popular Science https://books.google[...] Bonnier Corporation 1950-02
_[5] 문서 Punched Cards: Their Applications to Science and Industry
_[6] 문서 Ballistic Research Laboratories Report #1115 https://ed-thelen.or[...] 1961-03
_[7] 문서
_[8] 문서 fallocate(1)
_[9] 문서 Magnetic Storage Handbook 2nd Ed., Section 2.1.1, Disk File Technology
_[10] 웹사이트 What Causes a Corrupt File? https://www.techwall[...] 2019-03-17
_[11] 뉴스 What Does It Mean When Your File Is Corrupt? https://smallbusines[...] 2019-01-14
_[12] 웹사이트 What Is a Corrupted File, and Is There a Way to Get It Back? https://www.howtogee[...] How-To Geek 2017-12-14
_[13] 웹사이트 What Causes Flash Memory Corruption? https://www.secureda[...] SecureDataRecovery 2019-03-17
_[14] 웹사이트 Do You Really Need to Safely Remove USB Flash Drives? https://www.howtogee[...] How-To Geek 2016-09-28
_[15] 웹사이트 Open a document after a file corruption error https://support.offi[...] Microsoft Office Support 2019-03-17
_[16] 웹사이트 What kills your Flash Drive and how you can avoid it https://www.datareco[...] DataRecovery.net 2019-03-17
_[17] 웹사이트 Fix Windows 10 File Corruption Issues https://windowsrepor[...] Windowsreport.com 2019-03-17
_[18] 서적 Ethical Hacking and Countermeasures: Linux, Macintosh and Mobile Systems Cengage 2009-09-24
_[19] 웹사이트 Corrupt a file - Corrupt file online, deliver on time! https://corrupt-a-fi[...] 2019-03-17
_[20] 웹사이트 Corrupt My File: Get your file corrupted for you https://www.corruptm[...] 2019-03-17
_[21] 웹사이트 What is a Corrupted File? https://support.inte[...] Intego 2019-03-17
_[22] 문서 Punched Cards: Their Applications to Science and Industry
_[23] 문서 Ballistic Research Laboratories Report #1115 http://ed-thelen.org[...] 1961-03
_[24] 문서 An Experimental Time-Sharing System http://larch-www.lcs[...] 1962-05-03
_[25] 문서 CTSS Technical Notes http://www.lcs.mit.e[...] Project MIT-LCS-TR016
_[26] 서적 Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface Morgan Kaufmann Publishers
_[27] 문서 Punched Cards: Their Applications to Science and Industry
_[28] 문서 Ballistic Research Laboratories Report #1115 1961-03
_[29] 웹인용 An Experimental Time-Sharing System https://web.archive.[...] 2009-09-19
_[30] 웹인용 보관된 사본 https://web.archive.[...] 2009-09-19