응용은 레코드 단위로 읽고 쓰지만 디스크는 블록 단위로만 주고받는다. 그래서 레코드 여러 개를 블록 하나에 어떻게 담을지 정해야 한다. 이삿짐을 상자에 담을 때 같은 크기 물건만 넣으면 계산이 쉽지만 빈틈이 생기고, 크기가 제각각인 물건을 상자 경계를 넘겨 가며 꽉 채우면 빈틈은 없지만 한 물건을 꺼내려면 상자 둘을 열어야 하는 것과 같다.
예시로 보기
블록 1,024바이트에 100바이트 레코드 1,000개를 담는다1.
- 블록 하나에 레코드 \(\lfloor 1024 / 100 \rfloor = 10\)개가 들어간다(블로킹 인수).
- 블록 끝마다 \(1024 - 10 \times 100 = 24\)바이트가 남는다.
- 필요한 블록은 \(1000 / 10 = 100\)개, 버리는 공간은 \(100 \times 24 = 2{,}400\)바이트다.
정확히 말하면
레코드는 구조화된 파일에서 접근의 논리 단위이고, 블록은 2차 기억장치와의 입출력 단위다. 흔한 방식은 셋이다.
| 방식 | 내용 | 장단점 |
|---|---|---|
| 고정 블로킹 | 고정 길이 레코드를 블록마다 정수 개 담는다 | 블록 끝의 남는 공간이 내부 단편화다 |
| 가변 길이 걸침(spanned) | 가변 길이 레코드를 빈 공간 없이 꽉 채운다. 어떤 레코드는 두 블록에 걸치고, 다음 블록을 가리키는 포인터로 이어 간다 | 공간 낭비가 없고 레코드 크기에 제한이 없다. 걸친 레코드는 입출력이 두 번 들고, 파일을 고치기 어렵다 |
| 가변 길이 비걸침(unspanned) | 가변 길이 레코드를 쓰되 블록에 걸치지 않는다 | 다음 레코드가 남은 공간보다 크면 그 공간을 못 쓰고 버린다. 레코드 크기가 블록 크기를 넘을 수 없다 |
블로킹 인수. 블록 크기 \(B\), 고정 레코드 크기 \(R\)이면 블록당 레코드 수는 \(\lfloor B/R \rfloor\)이고, 블록마다 \(B \bmod R\)바이트가 남는다1. 예: \(B = 1024\), \(R = 300\)이면 블록당 3개, 남는 공간 124바이트.
가변 길이 예. 블록 1,024바이트에 레코드 300, 500, 400, 200, 600, 100바이트(합 2,100)를 담으면1
| 방식 | 배치 | 블록 수 |
|---|---|---|
| 걸침 | 꽉 채움: 2,100 / 1,024를 올림 | 3 |
| 비걸침 | [300, 500] [400, 200] [600, 100] | 3 |
걸침 (꽉 채움, 레코드가 블록 경계를 넘을 수 있음)
블록 1 | 300 | 500 | 400의 앞 224 →|
블록 2 |→ 400의 뒤 176 | 200 | 600 | 100의 앞 48 →|
블록 3 |→ 100의 뒤 52 | 빈칸 972 |
비걸침 (레코드는 한 블록 안에만)
블록 1 | 300 | 500 | 빈칸 224 |
블록 2 | 400 | 200 | 빈칸 424 |
블록 3 | 600 | 100 | 빈칸 324 |
걸침에서는 400바이트 레코드와 100바이트 레코드가 두 블록에 나뉘어 화살표로 이어진다. 비걸침에서는 레코드가 쪼개지지 않는 대신 블록마다 끝에 빈칸이 남는다. 칸 너비는 크기에 비례하지 않는다2.
레코드가 600바이트 셋이면 걸침은 2블록(\(\lceil 1800/1024 \rceil\)), 비걸침은 블록 하나에 하나씩 3블록이 든다.
블록 크기를 정할 때. 블록이 크면 한 번의 입출력으로 더 많은 레코드를 옮겨, 차례로 읽을 때 빠르다. 대신 무작위로 레코드 하나를 읽을 때 쓸데없는 레코드까지 옮기고, 버퍼도 커야 한다1.
활용
- 데이터베이스는 보통 페이지(블록) 안에 가변 길이 레코드를 비걸침으로 담고, 너무 큰 값은 따로 떼어 저장한다1.
연결
확인 문제
C1 블록 1,024바이트, 고정 레코드 100바이트, 레코드 1,000개. 블로킹 인수, 필요한 블록 수, 전체 낭비는?
답: 블로킹 인수 10, 블록 100개, 낭비 블록당 24바이트 × 100 = 2,400바이트.
C2 레코드 크기가 제각각이고 가끔 블록보다 큰 레코드도 있다. 걸침과 비걸침 중 무엇을 써야 하는가?
답: 걸침. 비걸침은 레코드가 블록 하나 안에 들어가야 하므로 블록보다 큰 레코드를 담을 수 없다. 걸침은 포인터로 다음 블록에 이어 담는다.
C3 걸침 방식에서 레코드 하나를 읽는 데 입출력이 두 번 필요할 수 있는 이유는?
답: 레코드가 두 블록에 걸쳐 놓일 수 있다. 앞부분이 있는 블록을 읽고, 그 블록의 포인터를 따라 뒷부분이 있는 블록을 또 읽어야 레코드가 완성된다.