模拟unix文件系统的设计及实现

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1、福建农林大学金山学院计算机类课程设计报告课程名称：操作系统课程设计题目：模拟UNIX文件系统的设计及实现2011-2012学年第一学期福建农林大学金山学院计算机类课程设计结果评定评价内容评价指标评分权值评定成绩设计的可用性，实用性，通用性，可扩充性有扎实的基础理论知识和专业知识，能正确设计实验方案；掌握设计课题的基本步骤和方法；独立进行实验工作；对系统进行功能模块分析、控制模块分析正确；编程简练，可用，功能全面；0.4设计报告写作质量系统说明文档包括系统界面、变量说明、系统功能说明、编程算法或思路、流程图和完整程序；综合分析的正确性和设计、计算的正确性；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号

2、齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；0.4工作量、系统实现的难度工作量饱满，难度较大；0.1工作态度按期完成规定的任务，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实0.1合计1.0指导教师签字：任务下达日期：2011.12.2评定日期：目录1.课程设计内容12.概述13.课程设计任务及要求13.1.设计任务13.2.设计要求24.算法及数据结构24.1.算法的总体思想24.2.系统总体框架图34.3.系统总体流程图44.4.各模块功能说明44.5.该文件系统的数据结构和申明函数65.程序设计与实现85.1.主要函数列表85.2.函数之间的关系95.3.程序流程图105.4.源程序166.使用说

3、明337.结论、问题及解决办法378.收获与体会39模拟UNIX文件系统的设计及实现1.课程设计内容多用户的多级目录的文件系统设计。2.概述UNIX采用树型目录结构，每个目录表称为一个目录文件。一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最

4、大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下：0#1#2#…K#K+1#K+2#K+3#…n#i节点区文件存储区引导区管理区本次课程设计是要实现一个简单的模拟UNIX文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(1MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。3.课程设计任务及要求3.1.设计任务多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login用户登录logout退出当前用户dir列文件目录creat创建文件del

5、ete删除文件open打开文件close关闭文件read读文件write写文件mkdir创建目录ch改变文件目录rd删除目录树format格式化文件系统quit退出文件系统1.1.设计要求1)多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8(1-8个用户)　　2)多级目录：可有多级子目录；3)具有login(用户登录)　　　　　　　　　　　　　　4)系统初始化（建文件卷、提供登录模块）5)文件的创建：create(用命令行来实现)　　　　　　6)文件的打开：open7)文件的读：read　　　　　　　　　　　　　　　　8)文件的写：write9)文件关闭：close　　　　　　　　　　　

6、　　　　10)删除文件：delete11)创建目录（建立子目录）：mkdir　　　　　　　　12)改变当前目录：cd13)列出文件目录：dir　　　　　　　　　　　　　　14)退出：logout新增加的功能：15)删除目录树：rd16)格式化文件系统：format2.算法及数据结构2.1.算法的总体思想本课程设计是要求我们模拟UNIX文件系统功能设计一个虚拟文件系统，依据UNIX文件系统的特点，其设计思想是：申请1M的内存空间来虚拟文件系统，将其以512B每块划分2048块，采用位示图管理文件系统的方法，利用其原理将第1块作为位图区(512B)，共有对i节点区和数据块区分别建立位图；每个i节

7、点占16B，每块有512/16=32个i节点，用2、3共两块作为i节点，总共有64个i节点，在位图区占用8B；其余2045块作为数据区(本课设要求只用到512块)，在位图区占用接近256B(2045位)。文件系统存储区分配图如下：位图区i节点区数据区位图：用0表示未使用，1表示使用；i节点：文件控制块(FCB)，描述文件信息的一个数据结构；数据区：存放用户数据，包括目录文件。位示图用以反映整个存储空间的分配情