操作系统课程设计报告
题 目：专 业：软件工程院 系：信息管理学院年 级：大三软件学 号：姓 名：指导教师：李红艳职 称：副教授
文件系统 Q1141
11150132 王毅 湖北经济学院教务处 制 目录
操作系统课程设计报告
一 实验内容……………………………………………………………….2 二 设计的基本概念和原理……………………………………………….2 三 总体设计……………………………………………………………….2
2-1 文件的组织结构.........................................................................................2 2-2 磁盘空间的管理.........................................................................................2 2-3 目录结构………………………………………………………………….3 2-4文件操作………………………………………………………………......4
四 详细设计……………………………………………………………….4
4-1 建立文件（create_file）流程图…………………………………………4 4-2 打开文件（open_file）流程图…………………………………………..6 4-3读文件（read_file）流程图……………………………………………....7 4-4 写文件（write_file）流程图……………………………………………..8 4-5 关闭文件（close_file）流程图…………………………………………..9 4-6 删除文件（delete_file）流程图………………………………………….10 4-7 显示文件内容（typefile）流程图………………………………………..11 4-8 建立目录（md）流程图…………………………………………………..12 4-9显示目录内容流程图…………………………………………………....13
五 详细代码……………………………………………………………...14 六 运行结果截图………………………………………………………...40 七 总结…………………………………………………………………...44 八 参考文献……………………………………………………………...45
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一、实验内容
要求设计一个简单的文件系统，用文件模拟磁盘，实现以下功能： （1）支持多级目录结构；
（2）实现的命令包括建立目录、列目录、删除空目录、建立文件、删除文件、
显示文件内容、打开文件、读文件、写文件、关闭文件、改变文件属性。 （3）编写主函数对所有操作进行测试
二、设计的基本概念和原理
为了正确地实现文件的存取，文件系统设计了一组与存取文件有关的功能模块， 用户可以用“访问指令”调用这些功能模块，以实现文件的存取要求。我们把文件系统设计的这一组功能模块称为“文件操作“，实验就是要模拟实现一些文件操作。文件操作不是独立的，它和文件系统的其他部分密切相关，若要实现文件操作就离不开文件的目录结构、文件的组织结构和磁盘空间的管理。因此，这个实习虽然是文件操作的模拟实现，但还是必须模拟一部分文件的组织结构、目录结构和磁盘空间管理的实现。 三、总体设计 （1）文件的组织结构：文件的逻辑结构有两种形式：流式文件和记录文件。实验中只支持流式文件，采用称为显示链接的物理文件结构，把磁盘中每一块的指针部分提出来，组织在一起，形成文件分配表（FAT） 磁盘有多少块，文件分配表就有多少项，若某文件的一个磁盘块号为i, 则这个文件的下一个磁盘的块号应该记录在文件分配表第i项， 例如某系统文件分配表的前几项如下图所示，某个文件的起始盘块号为3，则该文件的磁盘块号依次为：3、4、9、12、13 第几项 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ?? 内容 (2)磁盘空间的管理：首先要模拟一个磁盘，因为是实验，不用使用真正的磁盘，所以实验中用一个文件模拟一个小磁盘。假设模拟磁盘有128个物理块，每个物理块大小为64个字节，盘块的块号从0编起，0,1,2,3??，127。将文件分配表放在磁盘的开始处，因为盘块邮128块，所以文件分配表有128项，每项占用一个字节，这样文件分配表占用了磁盘的0块和1块，这两块不能作其他用处，若 2 -1 -1 -1 4 9 0 7 8 -1 12 11 -1 13 -1 0 0 ?? 一个盘块是某个文件的最后一块，填写“-1”表示文件结束，本实验中用0表示磁盘盘块空闲，非0表示盘块占用，用255代替-1表示文件结束，254表示盘块损坏。 分配一个磁盘块的流程图 （3）目录结构：文件目录是用于检索文件的，它是文件系统实现按名存取的主要手段。文件目录由若干目录组成，每一个目录记录一个文件的有关信息： 1有关文件的控制信息。模拟文件操作这部分仅包括文件名、文件类型和属性。 ○2有关文件结构的信息。模拟文件操作这部分仅包括文件在存储介质的位置（分○给文件第一个盘块的块号，即起始盘块号）、文件的长度； 3有关文件管理的信息 ○结束 磁盘满，分配失败 Y i = i + 1 N N Y 第i项是否为0 找到文件分配表第x项， i = x 开始第i项是否为最后一项 分配第i块 3
文件名：3个字节（实验中合法文件名仅仅、可以使用字母、数字和除“$”,“.”，“/”以外的字符，第一个字节的值为“$”时表示该目录为空目录项，文件名和类型名之间用“.”分隔，用“/”作为路径名中目录间分隔符） （4）文件操作：确定文件组织结构、目录结构和磁盘空间管理的方法后，就可以模拟文件操作的实现。实验中文件操作包括建立文件（create_file），打开文件（open_file），关闭文件（close_file）,读文件（read_file）,写文件(write_file),删除文件(delete_file) ，显示文件内容（typefile）和改变文件属性（change）,目录命名包括建立目录(md),显示目录类容（dir）和删除空目录(rd), 在实验室中没有程序调用这些指令，为了看到它们的模拟情况，从键盘输入选择指令来模拟用户程序的调用，首先要建立一个“已打开文件表”，用来记录打开或建立文件的相关内容，结构图如下 文件路径名 文件属性 起始盘块号 文件长度 操作类型 读指针 写指针 块号 块内地址 块号 块内地址 ?? ?? ?? ?? ?? 四、详细设计 (1)建立文件：create_file（文件名，文件属性）
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