ディレクトリエントリ

2025年10月30日

ディレクトリエントリ

英語表記: Directory Entry

概要

ディレクトリエントリ（Directory Entry）とは、ファイルシステム構造において、ファイルやディレクトリに関する基本的なメタデータ（付随情報）を格納している記録単位のことです。これは、ユーザーが認識するファイル名と、OSがデータを物理的に管理するために必要な情報（データの実体がどこにあるか）を結びつける「索引カード」のような役割を果たしています。ファイルシステムが、膨大なストレージの中から目的のデータを素早く見つけ出し、OSの基本機能であるファイル操作を円滑に行うための、非常に重要な構成要素なのです。

詳細解説

ディレクトリエントリは、ファイルシステム構造の中核をなす存在であり、論理的なファイル名と物理的なデータ配置を橋渡しする役割を担っています。

目的と重要性（ファイルシステム構造における位置づけ）

私たちがファイルを扱うとき、私たちは「レポート.docx」や「写真001.jpg」といった「ファイル名」を使って操作します。しかし、コンピュータのストレージ（HDDやSSD）は、データを単なる連続したブロックの集合として扱っています。この論理名（ファイル名）と、物理的なデータ位置（ブロックアドレス）を結びつけるのが、ディレクトリエントリの最大の目的です。

もしディレクトリエントリがなければ、OSはファイル名からデータ本体を探し出すことができず、ファイルシステムとして機能しなくなってしまいます。OSがファイルを読み書きしたり、削除したりする際、まずディレクトリ（フォルダ）を検索し、対応するディレクトリエントリを見つけることから処理が始まるのです。これは、OSの基本機能の一つであるファイル管理において、最も頻繁に行われる基礎的な処理と言えます。

主要なコンポーネント

ディレクトリエントリが保持する情報は、ファイルシステムの種類（例：FAT、NTFS、ext4など）によって多少異なりますが、一般的に以下の重要なコンポーネントを含んでいます。

ファイル名またはディレクトリ名: ユーザーが認識するファイルやフォルダの名前です。
ファイル属性（アトリビュート）: ファイルの種類（通常ファイル、ディレクトリなど）、読み取り専用、隠しファイルなどの設定情報です。
タイムスタンプ: ファイルの作成日時、最終更新日時、最終アクセス日時などの履歴情報が含まれます。
データ位置ポインタ（またはインデックス）: これが最も重要です。ファイルの実データがストレージのどこに格納されているかを示す情報への参照（ポインタやインデックス）です。

特にUNIX系OSのファイルシステム構造では、このデータ位置ポインタの部分が「iノード番号（inode number）」であることが多いです。ディレクトリエントリはファイル名とiノード番号を結びつけ、iノード（ファイルの実データに関する詳細情報）を参照することで、OSは初めてデータブロックにアクセスできるようになります。

動作メカニズム

ユーザーが特定のディレクトリを開いたり、ファイル名で検索を行ったりすると、OSは該当するディレクトリのデータブロックを読み込みます。このデータブロックの中には、複数のディレクトリエントリがリスト形式で格納されています。

OSは、このリストを先頭から順に走査し、要求されたファイル名と一致するディレクトリエントリを探します。一致するエントリが見つかると、OSはそのエントリに含まれる「データ位置ポインタ」を参照し、ファイルの実データが格納されている場所を特定します。

この一連の動作は、非常に高速に行われる必要があります。なぜなら、OSの基本機能であるファイル操作は、プロセス管理やメモリ管理と同様に、システム性能に直結するからです。ディレクトリエントリの効率的な管理方法こそが、ファイルシステムの性能を決定づける要因の一つだと言えるでしょう。

具体例・活用シーン

ディレクトリエントリの役割は、少し抽象的で分かりにくいかもしれません。ここでは、身近なアナロジーと、OS内での具体的な処理の流れを通じて理解を深めましょう。

図書館の目録カード（メタファー）

ディレクトリエントリは、図書館の「目録カード」や「検索システムのエントリ」に例えることができます。

図書館の目録カード: 読者が探しているのは「本のタイトル（ファイル名）」です。目録カード（ディレクトリエントリ）には、本のタイトル、著者、出版日（ファイル属性、タイムスタンプ）が書かれています。そして最も重要なのは、「この本が図書館のどの棚（データブロック）のどこにあるかを示す整理番号（データ位置ポインタ）」が記載されていることです。
もし、あなたが目録カードを使わずに、図書館の棚を端から端まで見て回って目的の本を探すとしたら、どれほど時間がかかるでしょうか？それと同じように、OSもディレクトリエントリという索引がなければ、ストレージ全体をスキャンしなければならなくなり、システムの応答速度は致命的に低下してしまいます。
ディレクトリエントリは、ファイル名という論理的な情報から、物理的なデータ配置への「ショートカット」を提供することで、ファイルシステム構造を効率的に機能させているのです。

OS内での具体的な処理の流れ

ユーザーが「CドライブのDocumentsフォルダにあるReport.pdf」をダブルクリックした場合の処理を考えてみましょう。

ディレクトリの検索開始: OSはまずルートディレクトリ（Cドライブ）のディレクトリエントリ群を参照し、「Documents」という名前のエントリを探します。
次の階層へ: 「Documents」のエントリが見つかると、そのエントリが指し示す場所（Documentsディレクトリの実体データ）に移動します。
ファイルのエントリ検索: Documentsディレクトリのデータブロック内には、そのフォルダに含まれるすべてのファイルやサブフォルダのディレクトリエントリが格納されています。OSはここから「Report.pdf」という名前のエントリを探します。
データ位置の特定: 「Report.pdf」のエントリが見つかると、OSはそのエントリに記録されているデータ位置ポインタ（例：iノード番号）を参照します。
実データの読み込み: 最終的に、OSはそのポインタが示すストレージ上の物理アドレスにアクセスし、Report.pdfのデータ本体をメモリにロードし、OSの基本機能であるプロセス管理を通じてビューアを起動する、という流れになります。

このように、ディレクトリエントリは、ファイルシステム構造における「検索の出発点」であり、ファイル操作のたびに必ず利用される、なくてはならない情報なのです。この構造がしっかりしているからこそ、私たちは複雑なフォルダ階層をストレスなく利用できるわけです。

資格試験向けチェックポイント

ディレクトリエントリは、ITパスポート試験、基本情報技術者試験（FE）、応用情報技術者試験（AP）において、ファイルシステム構造の基本要素として頻出します。特に、ファイル名とデータの実体の関連付けに関する理解が問われます。

試験対策のヒント

構造の明確化: ディレクトリエントリは「ファイル名」と「iノード番号」のペアであるとシンプルに覚えてください。ファイルの実データに関する詳細情報（サイズ、属性、データブロックのリスト）はiノード側が持っています。この役割分担を理解することが、ファイルシステム構造の理解において最も重要です。
ファイル削除のメカニズム: ファイルを削除するということは、ディレクトリエントリからそのエントリを削除すること、あるいは無効化することであり、必ずしも実データが即座に消去されるわけではない、という知識も問われます。