链接文件系统的设计与实现

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1、OS课程设计.链接文件系统的设计与实现操作系统课程设计报告课题：链接文件系统的设计与实现班级：计科1002学号：101304219姓名：宋震宇指导老师：邹姝稚成绩：2013.1.16OS课程设计.链接文件系统的设计与实现目录一、课题设计目的………………………………1二、课题任务描述………………………………1三、课题研发相关知识…………………………1四、课题设计……………………………………3五、源程序······························6六、运行与测试…………………………………15七、心得体会……………………………………16OS课程设计.链接

2、文件系统的设计与实现OS课程设计.链接文件系统的设计与实现一、课题设计目的1.课题设计背景文件系统是现代OS用来存储和管理信息的机构，其涉及到磁盘空间管理、文件存储结构和用户接口等诸多技术机制。本课题在位示图的磁盘空间管理方式下，模拟实现文件的显示连接存储，并在此基础上实现文件的读写等操作方法。2.课题设计目的通过本课题，深入理解文件物理结构与存取方法之间的关系,掌握磁盘空间管理与文件分配过程间的联系，从而更好地掌握文件系统概念。二、课题任务描述1.磁盘文件的管理采用显式链接结构，将文件占用的物理块号和链接指针记录在一张文件分配表（FAT）中。文件第一块的块号记录

3、在索引结点中。文件目录只记录文件名和索引结点的编号。索引结点的结构如下：索引结点编号文件属性创建时间文件第一块块号文件占用盘块数备用2.假定磁盘存储空间共有100个物理块用于存放数据，目录文件盒索引结点可直接访问，不存放在这100个块中。3.一个物理块可存放3个文件逻辑记录，并且假设文件逻辑记录定长。4.要求用键盘输入的方式模拟用户读写请求，输入格式如下：Create(filename)Write(filename,text,logical_record_no)Read(filename,logical_record_no)其中filename是要读写的文件名，t

4、ext是写入的内容，logical_record_no是逻辑记录号。Create、Write、Read分别表示创建一个文件，向文件的某个逻辑记录写，从文件的某个逻辑记录读。5.文件存储空间管理采用位示图（位示图为7行，16列）的方式。6.设计和实现文件存储空间的分配，并完成用户的读写请求。三、课题研发相关知识1.文件系统16OS课程设计.链接文件系统的设计与实现在现代计算机系统中，要用到大量的程序和数据，因内存容量有限，且不能长期保存，故而平时总是把它们以文件的形式存放在外存中，需要时再随时将它们调入内存。如果由用户直接管理外存上的文件，不仅要求用户熟悉外存特性，

5、了解各种文件的属性，以及它们在外存上的位置，而且在多用户环境下，还必须能保持数据的安全性和一致性。显然，这是用户所不能胜任、也不愿意承担的工作。于是，取而代之的便是在操作系统中又增加了文件管理功能，即构成一个文件系统，负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给用户。这不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还可有效地提高系统资源的利用率。2.链接分配在采用链接分配方式时，可通过在每个盘块上的链接指针，将同属于一个文件的多个离散的盘块链接成一个链表，把这样形成的物理文件称为链接文件。由于链接分配是采取离散分配方式，消除了外部碎片，故而显著地提高了外

6、存空间的利用率；又因为是根据文件的当前需要，为它分配必需的盘块，当文件动态增长时，可动态地再为它分配盘块，故而无需事先知道文件的大小。此外，对文件的增、删、改也十分方便。链接方式又可分为隐式链接和显式链接两种形式。3.显式链接这是指把用于链接文件各物理块的指针，显式地存放在内存的一张链接表中。该表在整个磁盘仅设置一张。表的序号是物理盘块号，从0开始，直至N-1；N为盘块总数。在每个表项中存放链接指针，即下一个盘块号。在该表中，凡是属于某一文件的第一个盘块号，或者说是每一条链的链首指针所对应的盘块号，均作为文件地址被填入相应文件的FCB的“物理地址”字段中。由于查找

7、记录的过程是在内存中进行的，因而不仅显著地提高了检索速度，而且大大减少了访问磁盘的次数。由于分配给文件的所有盘块号都放在该表中，故把该表称为文件分配表FAT(FileAllocationTable)。4.位示图位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示已分配。有的系统把“0”作为盘块已分配的标志，把“1”作为空闲标志。（它们在本质上是相同的，都是用一位的两种状态来标志空闲和已分配两种情况。）磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应，这样，由所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。通常可用m*n

8、个位数来构