리짜르도의 즐거운 인생 이야기

운영체제에서 하드디스크를 사용하려면 파티션을 나눈 뒤 포맷 작업을 해야 한다. 

포맷이란 하드디스크에 데이터를 저장할 때의 파일 시스템 구성을 말한다.

예를 들어 윈도우 10에서 하드디스크를 사용라려면 윈도우 10에 맞는 데이터 구조로 

하드디스크의 저장 구역인 트랙과 섹터를 나누어야 하는데 이를 포맷이라고 한다. 

이때 기존 저장되어 있던 데이터는 포맷 작업을 할 때 모두 없어지게 된다.

[디스크 관리 모드의 HDD 포맷 형식을 알 수 있다]

1) NTFS (New Technology File System)

윈도우 NT에서부터 사용한 포맷 형식이며 현재는 위도우 10, 윈도우 7, 윈도우 8, 

윈도우 비스타, 윈도우 2000, 윈도우 XP등에서 사용한다.

고용량 파일의 저장이 가능하기 때문에 기존의 FAT 파일 시스템을 대체하였다.

이론적으로 최대 인식 가능한 볼륨 (저장공간)은 16TB이지만 MBR 파티션 테이블의 경우 

최대 2TB의 볼륨을 인식하고, GPT 파티션 테이블이 2TB 이상의 볼륨을 인식한다.

NTFS 형식의 특징은 고용량 파일의 저장이 가능하고 파일 수준으로 사용권한을 설정하는 보안성이 뛰어나다.

현재 주로 사용하는 HDD 포맷 형식이다. 파일명은 최대 255자까지 사용할 수 있다.

2) FAT32 (File Allocation Table 32)

FAT는 파일 배치표라는 뜻으로 이중 FAT32는 윈도우 95, 98, ME, 2000 등에서 

사용한 포맷 형식이며 현재는 거의 사용되지 않는다.

저장 가능한 파일의 최대 크기는 4GB이므로 4GB를 넘는 파일은 저장할 수 없다. 

파일명은 최대 255자까지 사용할 수 있다.

현재는 디지털 카메라의 메모리카드를 포맷할 때 FAT32 형식으로 포맷한다.

3) FAT16

MS-DOS, 윈도우 3.1, 95 등에서 사용한 HDD 포맷 형식이며 최대 2GB의 볼륨을 인식할 수 있다.

파일명은 최대 8+3(확장자)자까지 사용할 수 있다.

만일 MP3 플레이어의 메모리가 FAT16만 지원할 경우에는 FAT16으로 포맷해야 한다.

4) FAT12

MS-DOS에서 사용한 포맷 형식이며 당시 플로피 디스크를 포맷할 때 사용하였다.

지금도 일부 구형 핸드폰이 FAT12 포맷 형식을 사용하는 경우도 있다.

5) exFAT (Extended File Allocation Table)

내장 하드디스크보다 이동식디스크용으로 개발되었으며 Windows 및 Mac 컴퓨터에서 공히 읽기/쓰기가 가능하다.

즉, USB 및 SSD 형식의 저장장치에 적용가능하며 512TB까지 파일의 크기를 가질 수 있다.

2006년에 도입되었으며 다른 포맷 형식에 비해 호환성이 좋지 않다.

6) HFS+ (Hierarchical File System Plus)

1998년에 Mac OS 8.1에 처음 도입되었으며 Mac 컴퓨터의 주 파일 시스템에 적용한 HFS의 후속 형식으로 개발되었다.

HFS보다 큰 크기의 파일을 지원한다.

전통적인 MBR 파티션과 새로운 GPT 파티션

전통적으로 사용되어온 MBR (Master Boot Record) 파티션에서는 최대 2TB까지 파티션을 설정할 수 있기 때문에 3TB 

이상의 대용량 하드디스크를 온전히 사용하려면 GPT(GUID Partition Table) 파티션을 사용해야 합니다.

GPT 파티션에 운영체제를 설치하려면 메인보드에서 UEFI(Unified Extensible Firmware Interface) 바이오스가 지원되어야 한다.

UEFI 바이오스에서 UEFI로 시작되는 장치를 선택하여 설치하면 된다.

GPT 파티션 부팅은 윈도우 7 64bit와 윈도우 8/8.1/10에서 지원한다.

기존 MBR 파티션보다 GPT 파티션에서의 부팅 속도가 좀 더 빠르기 때문에 좀 더 빠른 시동을 위해 GPT 사용이 늘고 있다. 

그렇기 때문에 용량이 작은 SSD에도 GPT 파티션을 많이 활용하는 추세이다.

반대로 UEFI 바이오스에서 MBR 파티션에 기존 바이오스 방식으로 설치하길 원한느 경우에는 UEFI 수식어가 붙지 않은 

장치를 선택하여 설치하면 된다.

운영체제와 파일시스템

운영체제에 따라 사용하는 파일시스템은 차이가 있다.

파일시스템은 파티션별로 구성이 가능하다. 다른 파일시스템을 사용하는 운영체제를 동일한 파티션에 설치할 수는 없다.

동일한 파일시스템을 사용하는 운영체제라도 한 파티션에 하나만 설치해야 한다. 그러므로 다른 운영체제를 한 대의 

컴퓨터에 함께 설치하여 다중 운영체제 사용 환경을 만들려면, 반드시 다른 파티션상에 설치를 해야 한다.

과거에는 오랫동안 장수한 윈도우 XP상에서 안정화된 결제 솔루션이나 구동되는 게임 등이 많아 새 운영체제가 나온 뒤에도 윈도우 XP를 사용하기 위해 멀티 부팅을 하는 경우가 많았다. 하지만 윈도우 7의 안정성이 검증되면서 멀티 부팅의 필요성은 거의 없어졌다.

그뿐만 아니라 윈도우 7 이상의 운영체제는 가상머신 기능을 지원하므로 필요하다면 윈도우 XP는 물론 다른 운영체제도 

가상머신으로 설치하여 사용할 수 있다.

윈도우 운영체제는 FAT32나 NTFS 파일시스템을 사용하지만 리눅스는 Linux Ext 파일시스템을 사용하며, 애플 맥은 HFS 

파일시스템을 사용한다. 다른 파일시스템에 있는 데이터는 직접 읽을 수 없지만 네트워크로 연결되면 파일시스템에 관계없이 이용할 수 있다.

웹서버로 리눅스 서버를 많이 사용하는데, 윈도우 컴퓨터나 맥 컴퓨터의 웹브라우저에서도 아무 문제 없이 접근할 수 

있으며, FTP로 접속하면 로컬 드라이브의 폴더나 파일처럼 사용할 수 있다.

지금은 다른 파일시스템의 파일을 읽어들일 수 있는 유틸리티도 많이 나와 있으므로 다른 파일시스템을 사용하는 외장형 

드라이브의 파일을 불러오는 작업도 어려울 건 없다.

운영체제용 파티션 전략

MBR 파티션만 있었을 때는 파티션 크기와 갯수 정도만 계획하면 되었지만, GPT 파티션이 등장한 다음부터는 운영체제용 

파티션을 어떤 종류로 선택할지부터 정해야 한다.

운영체제가 윈도우 7 32bit 이하라면 GPT 파티션을 사용할 수 없으나 윈도우 7 64bit 이상의 운영체제의 설치를 계획한다면 GPT 파티션 사용 여부를 진지하게 검토할 필요가 있다.

MBR 파티션은 익숙한 방식이고, GPT 파티션과 비교했을 때 부팅 속도외는 디스크 읽기/쓰기 속도에는 영향이 없다.

GPT 파티션의 경우는 설치 시 바이오스 셋업에서 UEFI로 부팅할 수 있도록 설정해야 한다는 점과 내장형 ODD가 아닌 USB 인터페이스의 저장 장치를 이용하여 GPT 파티션에 설치하는 경우 별로 어려운 점은 없다.

컴퓨터에 적용되는 파일시스템에 대해 알아본다.

FAT, FAT32, NTFS 파일시스템의 특징

Windows 운영체제는 파일시스템으로 주로 NTFS를 사용하는데, 과거 DOS 시절에는 FAT 파일시스템이 사용되었다.
FAT 파일시스템은 디렉토리와 파일 이름으로 8글자 밖에 사용할 수 없어 매우 불편하였기 때문에 Windows95 때는 VFAT(Virtual FAT)라는 편법으로 긴 파일 이름(1바이트 영문은 255자, 2바이트 한글은 127자까지 사용 가능)을 지원하기도 했었다.
DOS 운영체제에서 사용된 FAT는 16비트 파일시스템으로 한 파티션에서 가능한 최대 크기는 2GB이다. FAT의 32비트 확장판인 FAT32 파일시스템은 Windows98 운영체제부터 널리 사용되었으며, 매킨토시와 리눅스 같은 다른 운영체제도 FAT32는 지원한다. 이같은 호환성때문에 데이터 저장과 휴대성을 위해 많이 사용하는 USB 메모리와 플래시 메모리는 대부분 FAT32 파일시스템을 사용한다.
FAT32 파일시스템은 한 파티션에서 가능한 최대 크기는 2TB이며, 파일 크기는 4GB까지만 사용 가능하며, 보안상 취약점이 많아 운영체제용 파일시스템으로서 Windows ME를 끝으로 단명하고 NTFS 파일시스템이 Windows 운영체제의 파일시스템으로 현재까지 사용되고 있다.
서버용 운영체제인 Windows NT에서 최초로 FAT32보다 향상된 보안 기능과 대용량 파일 지원 능력을 갖춘 NTFS 파일시스템을 사용하였는데, 지금은 단종된 Windows XP이상의 컴퓨터 운영체제의 기본 파일시스템으로 사용되고 있다.
NTFS 파일시스템은 최대 16EB(Exa Byte=10¹⁸=2⁶⁴Byte) 크기까지 가능하지만 Master Boot Record(MBR)의 인식 가능한 파티션 크기 제한으로 인해 단일 파티션의 최대 크기는 FAT32와 동일한 2TB까지만 가능하다.

32GB 이상 플래시 메모리를 위한 exFAT 파일시스템

exFAT(Extended File Allocation Table)은 마이크로소프트 사에서 32GB 이상의 플래시 메모리를 지원하기 위해 FAT32에 대한 하위 호환성을 지원하면서도 안정성과 속도, 4GB 이상의 대용량 파일의 저장이 가능한 exFAT 파일시스템을 개발하였다.
exFAT 파일시스템은 운영체제용 파일시스템은 아니고 FAT32처럼 다른 운영체제 간에서도 폭넓은 호환성을 지원하는 파일시스템을 목표로 개발되었다.
그러므로 매킨토시의 OSX나 리눅스, iOS나 안드로이트 같은 모바일 운영체제에서도 exFAT를 지원한다. exFAT는 이론상 64ZB(Zeta Byte=1024EB)까지 기록 가능하지만, Windows에서는 512TB까지 사용할 수 있다. exFAT는 Windows Vista부터 포맷을 지원했으며, Windows XP에서도 Service Pack 3을 사용하면 exFAT를 사용할 수 있었다. exFAT는 다른 운영체제를 사용하는 시스템과의 파일 교환에 적합한 포맷이지만, 컴퓨터에서 사용하는 SSD나 HDD에 대한 exFAT 포맷은 권장되지 않는다.

파티션 설정 프로그램 - 디스크 관리자

파티션을 나누고 포맷할 수 있는 프로그램으로 과거에는 DOS용 FDISK 명령을 사용했다. Windows XP부터는 디스크 관리자(Disk Management)에서 직관적으로 파티션 설정과 포맷 작업을 수행할 수 있다.
「실행창 => "diskmgmt.msc"」
Window의 디스크 관리자에서 디스크 파티션을 나누고 포맷하는 작업은 그렇게 어렵지 않으므로 한 번 알아두면 자유자재로 디스크 관리 작업을 수행할 수 있다.

윈도우XP, 7, 10과 같은 제품을 왜 다른 소프트웨어와 구별하여 운영체제라고 부를까?

운영체제는 컴퓨터 시스템 자체의 운영을 담당하는 핵심적인 소프트웨어로, 시스템의 하드웨어를 컨트롤하고 

응용 프로그램이 필요로 하는 다양한 리소스를 제공하여 사용자가 원하는 작업을 수행할 수 있게 해준다.

운영체제가 제공하는 주요 서비스

1.커널 (Kernel) 서비스 : CPU를 제어하여 실질적인 처리를 수반하는 운영체제의 핵심 기능으로 명령을 

처리하는 서비스를 말한다.

커널 서비스의 특징에 따라 단일 작업 운영체제인지, 다중 작업 운영체제인지가 구분된다.

MS-DOS는 단일 작업 운영체제이지만, 윈도우 운영체제는 다중 작업 운영체제이며, 멀티태스킹 운영체제라고 부른다.

2.입출력(Input/Output)서비스 : 다양한 주변 장치와 소프트웨어의 입출력을 지원하는 서비스를 말한다.

컴퓨터에서 사용되는 각종장치는 운영체제에 장치를 구동하는 드라이버가 등록되어야 운용이 가능하다.

지금은 플러그 앤 플레이(PnP) 장치가 일반적으로 사용되고 있어 장치를 설치하고 운용하기가 쉬어졌지만, 

과거에는 장치의 IRQ(Interrupt Request) 번호를 직접 세팅하고 수동으로 드라이버를 설치해야 하는 등 불편이 많았다.

3.리소스 관리(Resource Management) : 리소스란, 응용 프로그램의 수행에 필요한 자원들을 말한다.

소프트웨어 실행에 필요한 핵심 자원은 메모리이고, 운영체제는 응용 프로그램이 요구하는 메모리 공간을 

사용할 수 있게 해주며, 물리적인 메모리가 부족한 경우 디스크의 빈 공간을 부족한 메모리의 대용으로 

활용하는 가상 메모리 기술을 사용하여 응용프로그램이 필요로 하는 메모리 자원을 제공한다.

4.파일시스템(File System) 서비스 : 파일시스템은 디스크 매체에 데이터의 읽기/쓰기를 위해 고안된 것으로, 

포맷을 통해 구성된다.

운영체제의 파일 시스템 서비스를 통해 응용 프로그램을 찾아 실행하고, 작업한 데이터를 원하는 

파일 이름으로 저장하고 불러올 수 있다.

운영체제에 따라 파일시스템의 성능과 안정성, 보안능력은 차이가 있다.

5.응용프로그램(Application Program)서비스 : 운영체제는 응용 프로그램이 필요로 하는 각종 실행 라이브러리를 갖추고 

응용 프로프램에 서비스하며, 개발 환경에서도 라이브러리를 이용하여 쉽게 프로그램을 개발할 수 있게 지원한다.

윈도우 운영체제는 비주얼 C++ 같은 프로그랭 언어에서 MFC(Microsoft Foundation Class)라는 

클래스 라이브러리를 제공하여 응용 프로그램 개발을 지원한다.

6.사용자 인터페이스(UI, User Interface) 서비스 : 사용자 인터페이스는 운영체제 서비스의 최종 목적지로 

인간과 컴퓨터의 의사소통 수단을 말한다. 

아무리 성능이 뛰어난 운영체제라 하더라도 사용하기 어려우면 외면받을 수밖에 없다.

사용자 입장에서 볼 대는 복잡한 기능보다 사용하기 쉬운 게 가장 좋은 운영체제라 할 수 있다.