1、 专专 业：计算机科学与技术业：计算机科学与技术 学学 号：号：* 姓姓 名：名：* 提交日期：提交日期：20132013- -3 3- -8 8 操作系统课程设计报告 操作系统课程设计报告 1 【设计目的】 （1）本实验的目的是通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能 和内部实现。 （2）结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一 步理解操作系统。 （3）通过分对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力 【设计内容】 二级文件系统设计 【实验环境】 C+/VC+ 【相关知识综述】 1.背景知识 （1）外存管理 文件系统是
2、一个含有大量的文件及其属性，对文件进行操作、管理的软件，以及向用户提供 使用文件的接口的一个集合。在逻辑上它的层次结构是这样的： 文件系统接口 对对象的操作和管理的软件集合 逻辑文件系统 基本 I/O 管理程序（文件组织模块） 基本文件系统（物理 I/O 层） I/O 控制层（设备驱动程序） 对象及其属性说明 作为产品的操作系统有各自的文件系统。 比如MS的WINDOWS系列使用的是FA T16、 FA T32 或 NTFS 的文件系统、LINUX 使用的是 EXT2、EXT3 文件系统等等。 （2）linux 的 EXT2 文件系统 linux 使用一个叫虚拟文件系统的技术从而可以支持多达几
3、十种的不同文件系统，而 EXT2 是 linux 自己的文件系统。它有几个重要的数据结构，一个是超级块，用来描述目录 和文件在磁盘上的物理位置、文件大小和结构等信息。inode 也是一个重要的数据结构。文 件系统中的每个目录和文件均由一个 inode 描述。它包含：文件模式（类型和存取权限） 、 数据块位置等信息。 一个文件系统除了重要的数据结构之外，还必须为用户提供有效的接口操作。比如 EXT2 提供的 OPEN/CLOSE 接口操作。 （3）用内存来模拟外存 真正的文件系统对外存进行管理，涉及到许多硬件、设备管理方面的底层技术，一方面这些 技术不属于操作系统核心内容， 一方面过多的内容不免
4、造成实验者顾此失彼， 所以这里推荐 一种使用内存来模拟外存的方式， 可以跳过这些硬件技术而直接把精力放在数据结构设计和 操作算法设计上面。 假定 pInode 是一个指向 inode 结构的指针， 而且它已经放入的需要放入的数值了， 现在 需要将其写入到特定位置。可用如下代码： fd=fopen(“filesystem”,”w+b”)； /fd 是 FILE 指针类型，w 便是写方式，b 表示二 进制 fseek(fd, specific_area,SEEK_SET)；/ fd 是文件指针；specific_area 为整形， / 为需要入 pInode 的位置 fwrite(pInode,
5、sizeof(inode), 1,fd)； / 写入 pInode 信息 操作系统课程设计报告 2 2、原理算法 本文件系统采用两级目录， 其中第一级对应于用户账号， 第二级对应于用户帐号下的文 件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特 殊内容。 首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以 文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。 用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。如：file0,file1,file2并以编号作为物 理地址，在目录中进行登记。 【设计思路】 1、数据结构 #define MAXNAME 25 /*
6、mfdname,ufdname,filename 的最大长度*/ #define MAXCHILD 50 /*最大的子文件个数*/ #define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*物理地址计数 fpaddrno 的最大长度*/ typedef struct /*结构体 OSFILE(文件)*/ int fpaddr; /*文件的物理地址号 0,1,2.*/ int flength; /*文件的长度*/ int fmode; /*文件模式:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write;3-protrcted;*/ char fnameMAXNAME; /*文件名*/ OSFILE; typedef struct /*结构体 OSUFD(用户目录)*/ char ufdnameMAXNAME; /*ufd 的名字*/ OSFILE ufdfileMAXCHILD; /*ufd
