ファイルシステムのモデル

理解のために小咄形式でまとめました。

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登場人物

場面：オフィスの会議室
太郎が ファイルシステムの動作モデル に関する資料を見ながら、花子に質問する。

太郎：「花子先輩、ファイルシステムの動作モデル について調べているんですが、 具体的にどのような構成になっているのか がいまいちピンときません。」

花子：「いい質問ね！ ファイルシステムのパフォーマンス を理解するためには、 どうやってデータがやり取りされるのか という モデル を押さえておくことが重要よ。 ファイルシステムの基本的な 3 つの要素 を説明するわね。」

花子：「ファイルシステムには、 基本的な 3 つのコンポーネント があるの。」

花子：「ファイルシステムインターフェイス は、 アプリケーションとファイルシステムの間のやり取りの仕組み のことよ。」

「この関係を レストランのオーダーシステム に例えると、 お客さん（アプリケーション） が ウェイター（カーネル） に注文を伝えて、 シェフ（ディスク） が料理を作るのと同じね。」

太郎：「なるほど、 アプリケーションが直接ディスクにアクセスするわけじゃなくて、間にカーネルが介在してる んですね！」

花子：「ファイルシステムキャッシュ は、 頻繁にアクセスするデータを一時的にメモリに保存 する仕組みよ。」

「たとえば、 本棚に並べられた参考書 みたいなもので、 毎回図書館に行かなくても、よく使う本が手元にあると素早く読める のと同じよ。」

太郎：「ってことは、 キャッシュをうまく活用すると I/O の負荷を減らせる んですね！」

花子：「2次キャッシュ は、 OS のキャッシュとは別に、ストレージデバイスや専用ハードウェアで追加されるキャッシュ のことよ。」

「これを コンビニの冷蔵庫 に例えると分かりやすいわ。 家の冷蔵庫（OSのキャッシュ） にない商品でも、 コンビニの冷蔵庫（2次キャッシュ） にあれば、すぐに取り出せるのと同じよ。」

太郎：「なるほど、 複数のキャッシュのレイヤー があることで、 ストレージアクセスの高速化 ができるんですね！」

花子：「これらの ファイルシステムの動作モデル を 会社の文書管理システム に例えると、こんな感じね。」

太郎：「なるほど！ キャッシュを適切に活用すれば、無駄な I/O を減らせる ってことですね！」

花子：「ファイルシステムの 3 つの要素 を理解すると、 なぜ I/O が遅くなるのか や どこを改善すればよいのか が見えてくるわ。」

太郎：「ありがとうございます！ ファイルシステムキャッシュの効果 を確認するために、 free コマンドで メモリのキャッシュ状況 を調べてみます！」

参考リンク

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システムパフォーマンス関連記事は、以下の書籍を参考に記述しています。