操作系统实验-文件系统设计

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操作系统课程设计linux下的二级文件系统方案

学生课程设计报告实验课名称：操作系统实验项目名称：文件系统设计专业名称：计算机科学与技术班级：-----------学号：-----------学生姓名：-----------教师姓名：-----------2014 年 6 月 30 日一、课程设计的目的..........................二、课程设计的内容及要求................... 内容.......................................... 要求..........................................三、实现原理.................................四、关键算法实现流程图 ..................... 流程图........................................ 关键算法......................................五、软件运行环境及限制 ..................... 六．结果输出及分析.......................... 七．心得体会.................................一．课程设计的目的本课程设计是学习完《计算机操作系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让我更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强了我的动手能力。

二．课程设计的内容及要求1．实验内容通过一个简单的二级文件系统设计，加深对文件系统的内部功能以及内部实现的理解。

要求模拟采用二级目录结构的磁盘文件系统的文件操作，能实现以下几条命令，用输入命令来模拟用户程序中调用的文件操作：Login 用户登录Dir 列文件目录（列出文件名、物理地址、保护码和文件长度）Create 创建文件Delete 删除文件Open 打开文件Close 关闭文件Read 读文件Write 写文件源文件可以进行读写保护2．实验要求文件系统管理中用到的数据结构有：①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。

操作系统文件管理系统模拟实验

操作系统文件管理系统模拟实验在计算机科学中，操作系统是一种系统软件，负责管理计算机硬件和软件资源，并为用户和应用程序提供接口。

文件管理系统是操作系统的一个重要组成部分，它负责管理计算机系统中的文件和目录，以及提供对它们的访问和操作。

本次实验旨在模拟操作系统中文件管理系统的基本功能和操作。

我们将使用一个虚拟的文件系统，通过命令行界面来模拟用户与文件系统的交互。

以下是实验的具体内容和步骤：1. 创建虚拟文件系统首先，我们需要创建一个虚拟的文件系统。

文件系统由文件和目录组成，可以通过树状结构来表示。

我们可以使用一个数据结构来模拟文件系统的存储和管理。

2. 初始化文件系统在开始操作文件系统之前，我们需要初始化文件系统。

3. 文件和目录的创建与删除文件和目录是文件系统的基本单位。

我们可以通过命令来创建和删除文件和目录。

例如，使用"mkdir"命令创建一个目录，使用"touch"命令创建一个空文件，使用"rm"命令删除文件或目录。

4. 文件和目录的访问权限文件和目录可以设置不同的访问权限，以保护文件系统的安全性。

我们可以使用"chmod"命令来修改文件或目录的权限。

权限通常包括读、写和执行权限。

5. 文件和目录的重命名和移动我们可以使用"mv"命令来重命名文件或目录，使用"cp"命令来复制文件或目录，使用"mv"命令来移动文件或目录。

6. 文件和目录的查找和显示我们可以使用"ls"命令来显示当前目录下的文件和目录，使用"cd"命令来切换当前目录，使用"pwd"命令来显示当前目录的路径。

此外，我们还可以使用"find"命令来查找文件或目录。

7. 文件和目录的读写操作文件可以被读取和写入。

操作系统文件管理系统模拟实验

操作系统文件管理系统模拟实验操作系统文件管理系统模拟实验一、实验目的本实验旨在通过模拟操作系统的文件管理系统，加深对操作系统文件管理的理解，锻炼操作系统的应用能力。

二、实验环境1、操作系统：Windows/Linux/MacOS2、编程语言：C/C++/Java/Python等三、实验内容1、初始化文件管理系统1.1 创建根目录，并初始化空文件目录1.2 初始化用户目录和权限设置2、文件操作2.1 创建文件2.1.1 检查文件名合法性2.1.2 检查文件是否已存在2.1.3 为新文件分配磁盘空间2.1.4 添加文件元数据信息2.2 打开文件2.2.1 检查文件是否存在2.2.2 检查用户权限2.3 读取文件内容2.3.1 读取文件权限检查2.3.2 读取文件内容2.4 写入文件内容2.4.1 写入文件权限检查2.4.2 写入文件内容2.5 删除文件2.5.1 检查文件是否存在2.5.2 检查用户权限2.5.3 释放文件占用的磁盘空间2.5.4 删除文件元数据信息3、目录操作3.1 创建子目录3.1.1 检查目录名合法性3.1.2 检查目录是否已存在3.1.3 添加目录元数据信息3.2 打开目录3.2.1 检查目录是否存在3.2.2 检查用户权限3.3 列出目录内容3.3.1 列出目录权限检查3.3.2 列出目录内容3.4 删除目录3.4.1 检查目录是否存在3.4.2 检查用户权限3.4.3 递归删除目录下所有文件和子目录3.4.4 删除目录元数据信息四、实验步骤1、根据实验环境的要求配置操作系统和编程语言环境。

2、初始化文件管理系统，创建根目录，并初始化用户目录和权限设置。

3、进行文件操作和目录操作。

五、实验结果分析根据实验步骤进行文件操作和目录操作，观察系统的运行情况并记录相关实验结果。

六、实验结论通过本实验，深入了解了操作系统中文件管理系统的相关原理和实现方式，并且通过实验操作进一步巩固了相应的应用能力。

操作系统课程设计-文件系统

操作系统课程设计-文件系统一、引言文件系统是操作系统中的重要组成部分，负责对计算机中的文件进行管理和组织。

在操作系统课程设计中，文件系统的设计和实现是一个重要的任务。

本文将介绍文件系统的设计原则、功能和实现过程。

二、设计原则1. 可靠性文件系统需要确保数据的可靠性，能够有效地进行错误检测和纠正。

它应该能够处理文件的损坏、删除或丢失等情况，并能够进行数据恢复。

2. 效率文件系统需要具备高效的存取和查找功能，能够在较短的时间内完成对文件的操作。

它应该对文件进行良好的组织和管理，以提高文件的读写速度。

3. 安全性文件系统要能够保护文件的机密性和完整性，确保只有授权用户才能访问文件，并防止数据被恶意篡改或破坏。

4. 可扩展性文件系统应该能够适应不同容量和规模的存储设备，并能够随着存储需求的增长而进行扩展。

三、功能1. 存储管理文件系统需要对存储设备进行管理，包括磁盘空间的分配、回收和整理等操作，确保文件能够高效地存储和读取。

2. 目录管理文件系统需要提供目录管理功能，能够对文件进行组织和分类。

用户可以根据目录结构查找和管理文件，方便文件的查找和访问。

3. 文件操作文件系统需要支持各种文件操作，包括创建、删除、打开、关闭、读取和写入等操作。

它应该提供一组接口供用户和应用程序使用。

4. 错误处理文件系统需要对各种错误情况进行处理，包括磁盘故障、读写错误和用户操作错误等。

它应该能够识别和纠正错误，并提供相应的错误提示和恢复机制。

四、实现过程1. 文件分配文件系统需要确定如何将磁盘空间分配给文件，以实现高效的存储和检索。

常见的文件分配方式包括连续分配、链式分配和索引分配等。

2. 目录结构文件系统需要设计合适的目录结构，以方便用户查找和管理文件。

常见的目录结构包括树状目录结构、索引节点和哈希表等。

3. 文件读写文件系统需要实现高效的文件读写功能，包括将文件从磁盘读入内存和将文件从内存写入磁盘。

它应该提供缓存机制来加速读写操作。

操作系统课程设计-文件系统的模拟设计

操作系统课程设计报告题目：文件系统的模拟设计一、设计目的本课程设计是学习完“操作系统原理”课程后进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，更好地掌握操作系统的原理及实现方法，加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强学生的动手能力。

二、设计内容（1）概述为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。

要求做到以下几点：1.可以实现下列几条命令：login 用户登录dir 列目录create 创建文件delete 删除文件open 打开文件close 关闭文件read 读文件write 写文件cd 进出目录2．列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度3．源文件可以进行读写保护（2）设计原理和系统总体功能框架图1、在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个多用户多目录的文件系统。

2、文件物理结构可采用显式链接或其他方法。

3、磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。

如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。

4、文件目录结构采用多用户多级目录结构，每个目录项包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。

5、对文件或目录的操作采用windows系统的API函数来实现。

6、设计一个较实用的用户界面，方便用户使用。

要求提供以下相关文件操作：用户登录、创建目录、删除目录、创建文件、删除文件、读文件、写文件、复制文件、移动文件、返回根目录、退出。

功能结构图如图1.0所示：（3）详细设计及少数重要编码的说明这次课程设计中，我负责4个板块，分别是显示列表函数和目录、创建函数文件创建函数、打开文件函数和关闭文件系统函数。

①、显示列表函数和目录流程图如图1.1所示②、文件创建函数算法：查找当前目录下是否有同名文件，是则退出，否则让用户输入文本文件内容，以‘###’结束。

申请inode空间（ialloc函数）,申请硬盘block空间（balloc函数），申请失败则结束。

操作系统课程设计-文件管理实验报告

操作系统课程实验报告2013~2014年度第1学期院系：学号：姓名：任课教师：成绩评定：实验一题目：文件管理完成日期：年月日1、实验目的了解文件管理的功能和任务，理解文件系统组成和特点，熟悉文件系统的访问和操作。

实验要求用高级语言编写和调试一个简单的模拟文件管理程序。

加深理解有关盘块的分配与回收、目录管理等的具体实施策略。

2.、实验内容模拟一个资源管理器进行文件操作，包括建立和删除目录、建立和删除文件等基本文件操作。

建立相应的数据结构（如：位示图等），模拟盘块管理。

可以参照图6界面进行设计。

3、算法设计1）、定义主面板MainFrame，布局好各个控件，并初始化/** 往node节点下添加一个子节点obj;*/public void addChild(Object obj, DefaultMutableTreeNode node) {if (obj != null && node != null) {DefaultMutableTreeNode temp = new DefaultMutableTreeNode(obj);if (node.getAllowsChildren())node.add(temp);if(!((String) obj).equals("A:\\") && ((String) obj).length() <= 3)// 防止读取A软驱,会出现异常;用于初始用的;addChildren(cmd.listAll((String) obj), temp);}}/** 在node节点下添加数组children;*/public void addChildren(String[] children, DefaultMutableTreeNode node) { if (children != null && node != null) {for (int i = 0; i < children.length; i++) {addChild(children[i], node);}}}/** 对树的节点进行预提取;*/public void addPrefetchChildren(String path, DefaultMutableTreeNode node) { addChildren(cmd.listDirectory(path), node);}/** 对路径路径进行连接;(已经获得了所有的整个路径,需要量转化)*/public String toFilePath(String str) {// 先去掉头尾的[];String pa = str.substring(1, str.length() - 1);String[] temp = pa.split(", ");String path = "";for (int i = 1; i < temp.length; i++) {if (!path.endsWith("\\") && !path.equals(""))// 不为空是为去根节点;path += "\\";path += temp[i];}return path;}public String toPFilePath(String str) {// 先去掉头尾的[];String pa = str.substring(1, str.length() - 1);String[] temp = pa.split(", ");String path = "";for (int i = 1; i < temp.length - 1; i++) {if (!path.endsWith("\\") && !path.equals(""))// 不为空是为去根节点;path += "\\";path += temp[i];}return path;}public class ExpandListener implements TreeWillExpandListener {/** 树展开及收缩监听;*/private MainFrame mainFrame = null;public ExpandListener(MainFrame mainFrame) {this.mainFrame = mainFrame;}public void treeWillExpand(TreeExpansionEvent event) {// 对节点的路径进行转化String path = toFilePath(event.getPath().toString());TreePath treePath = event.getPath();DefaultMutableTreeNode node = (DefaultMutableTreeNode) treePath.getLastPathComponent();// System.out.println("所展开节点的路径:" + path);// System.out.println(treePath);if (node.getDepth() < 2) {Enumeration children = node.children();String filePath = "";while (children.hasMoreElements()) {DefaultMutableTreeNode temp = (DefaultMutableTreeNode) children.nextElement();filePath = "";filePath = path;if (!filePath.endsWith("\\"))filePath += "\\";filePath += temp.toString();// System.out.println("temp=" +filePath);mainFrame.addPrefetchChildren(filePath, temp);}}}2)、添加功能“添加文件（夹）addframe（）”、“修改文件（夹）mvframe()”public void addframe() {JFrame addFrame = new JFrame();JLabel jlbl = new JLabel("请输入要添加的文件(夹)名：");addrs = new JLabel("");addrs.setBounds(180, 10, 100, 25);jlbl.setBounds(10, 10, 170, 25);addfile = new JTextField();addfile.setBounds(10, 40, 260, 25);btnaddf = new JButton("添加文件");btnaddd = new JButton("添加文件夹");btnaddf.setBounds(20, 80, 100, 25);btnaddd.setBounds(160, 80, 100, 25);btnaddf.addActionListener(this);btnaddd.addActionListener(this);addFrame.add(jlbl);addFrame.add(addrs);addFrame.add(addfile);addFrame.add(btnaddf);addFrame.add(btnaddd);addFrame.setBounds(400, 350, 300, 150);addFrame.setTitle("添加文件（夹）");addFrame.setLayout(null);addFrame.setVisible(true);}public void mvframe() {JFrame mvFrame = new JFrame();JLabel jlbl = new JLabel("请输入修改后的文件名：");mvrs = new JLabel("");mvrs.setBounds(160, 10, 140, 25);jlbl.setBounds(10, 10, 170, 25);mvfile = new JTextField();mvfile.setBounds(10, 40, 260, 25);btnmvf = new JButton("修改文件名");btnmvd = new JButton(" 修改文件夹名");btnmvf.setBounds(10, 80, 120, 25);btnmvd.setBounds(150, 80, 120, 25);btnmvf.addActionListener(this);btnmvd.addActionListener(this);mvFrame.add(jlbl);mvFrame.add(mvrs);mvFrame.add(mvfile);mvFrame.add(btnmvf);mvFrame.add(btnmvd);mvFrame.setBounds(400, 350, 300, 150);mvFrame.setTitle("修改文件（夹）名");mvFrame.setLayout(null);mvFrame.setVisible(true);}}3)显示文件* 显示系统中的所有盘符;public String[] ListDisks() {File roots[] = File.listRoots();// 根盘符;String disks[] = new String[roots.length];for (int i = 0; i < roots.length; i++) {disks[i] = roots[i].toString();}return disks;}* 获得路径path下的文件;public String[] listAll(String path) {try {File f = new File(path);String[] fileName;String tmp = null;mainFrame.fileshow.setText(null);mainFrame.filestyle.setText(null);if (f.isDirectory()) {fileName = f.list();// System.out.println("共有" + fileName.length + "个文件");for (int i = 0; i < fileName.length; i++) {mainFrame.fileshow.append(fileName[i] + '\n');tmp = path + '\\' + fileName[i];// System.out.println(tmp);if (listDirectory(tmp) != null) {mainFrame.filestyle.append("文件夹\n");} else {mainFrame.filestyle.append("文件\n");}}return fileName;} else if (f.isFile()) {System.out.println("这是一个文件");return null;} else {// System.out.println(path);return null;}} catch (Exception e) {return null;}}public String[] listDirectory(String path) {File f = new File(path);String[] fileName;if (f.isDirectory()) {fileName = f.list();return fileName;} else {// System.out.println(path + "是文件");return null;}}* 进行md操作;md <目录名> 功能: 创建新目录public void md(String directory) {if (!mainFrame.currentPath.equals("")) {String temp = mainFrame.currentPath + "\\" + directory;File newFile = new File(temp);if (!newFile.exists()) {try {if (newFile.isDirectory() == false) {newFile.mkdirs();System.out.println("文件夹创建成功!");} else {System.out.println("文件夹创建出错!");}} catch (Exception e) {System.out.println("出错信息:" + e.getMessage());}} else {System.out.println("文件夹已经存在");}}}* 进行rd操作;rd <目录名> 功能: 删除目录;public void del() {String temp = mainFrame.currentPath;File file = new File(temp);if (file.exists()) {if (file.delete()) {mainFrame.fileshow.setText("文件(夹)删除成功!");} else {mainFrame.fileshow.setText("文件(夹)删除操作出错!");}} else {mainFrame.fileshow.setText("文件(夹)不存在");}}/** 进行edit操作:edit <文件名> 功能: 新建文件*/public void edit(String file) {if (!mainFrame.currentPath.equals("")) {String temp = mainFrame.currentPath + "\\" + file;File newFile = new File(temp);if (newFile.exists()) {mainFrame.addrs.setText("文件已经存在！");System.out.println("文件已经存在!");} else {try {newFile.createNewFile();mainFrame.addrs.setText("文件创建成功！");System.out.println("文件创建成功!");} catch (Exception e) {System.out.println("文件创建失败:" + e.getMessage());}}}}public void mvf(String file){if (!mainFrame.PPath.equals("")) {String temp = mainFrame.PPath + "\\" + file;File newFile = new File(mainFrame.currentPath);if (newFile.exists()) {if(newFile.renameTo(new File(temp))==true){mainFrame.mvrs.setText("修改文件名成功！");}else{mainFrame.mvrs.setText("存在同名文件！");}}}}public void mvd(String dir){if (!mainFrame.PPath.equals("")) {String temp = mainFrame.PPath + "\\" + dir;File newFile = new File(mainFrame.currentPath);if (newFile.exists()) {if(newFile.renameTo(new File(temp))==true){mainFrame.mvrs.setText("修改文件夹名成功！");}else{mainFrame.mvrs.setText("存在同名文件夹！");}}}}}4、运行与测试运行时，弹出主界面双击文件盘C在E盘路径添加文件夹操作系统，再添加文件操作系统如果文件已存在会显示可以更改文件名称删除文件，不过有个BUG，要文件一层层删，才可以删除。

操作系统文件管理实验报告

操作系统文件管理实验报告操作系统文件管理实验报告1：引言本实验报告旨在详细描述操作系统文件管理实验的设计、实施和结果。

文件管理是操作系统的重要组成部分，负责对计算机中的文件进行组织、存储和访问。

本实验通过模拟文件管理的过程，加深对文件管理的理解和实践。

2：实验目的本实验的主要目的是：- 理解文件系统的概念和原理- 掌握文件的创建、读取、写入和删除等基本操作- 实施并测试文件的分配和回收算法- 评估不同的文件分配算法对系统性能的影响3：实验环境本实验的实施环境如下：- 操作系统：Windows 10- 开发环境：C++ 编程语言4：实验内容4.1 文件系统设计在文件系统设计中，首先确定文件的基本单位，例如块或扇区。

然后，定义文件控制块（FCB）结构，用于存储文件的元数据信息，如文件名、大小、创建时间、权限等。

接下来，设计文件分配表，记录系统中每个块的使用情况，用于实现文件的分配和回收。

4.2 文件的创建和删除在文件的创建过程中，首先为文件分配空间，并更新文件分配表。

然后，创建文件的FCB，并将其到目录项中。

在文件的删除过程中，首先释放文件的空间，并更新文件分配表。

然后，删除文件的FCB，并从目录项中移除。

4.3 文件的读写操作文件的读写操作是用户对文件进行读取和修改的过程。

在文件读取操作中，首先找到要读取的文件的FCB，获取文件的起始块地址，并从起始块中读取数据。

在文件写入操作中，首先找到要写入的文件的FCB，获取文件的起始块地址，并将数据写入起始块。

若文件大小超过起始块的容量，则按照一定的分配算法继续分配空间。

4.4 文件分配算法文件分配算法决定了操作系统如何管理文件的空间分配。

常用的文件分配算法包括顺序分配、分配和索引分配。

顺序分配将文件连续地存储在磁盘上，易于实现但可能产生外部碎片。

分配使用链表结构将文件存储在磁盘的不连续块中，不易产生外部碎片但可能引起存取时间增长。

索引分配使用索引表将文件存储在磁盘的不连续块中，不易产生外部碎片且存取时间相对较短，但索引表本身需要占用存储空间。

操作系统实验五-文件系统

计算机科学与技术学院2018－2019学年第一学期《操作系统》实验报告班级： XXXXXXX学号： XXXXXXXXX姓名： XXX教师： XXX成绩：1. 题目分析设计目的深入了解磁盘文件系统的实现。

设计内容（1）设计一个简单的文件系统，用文件模拟磁盘，用数组模拟缓冲区，要求实现：（2）支持多级目录结构，支持文件的绝对读路径；（3）文件的逻辑结构采用流式结构，物理结构采用链接结构中的显示链接方式；（4）采用文件分配表；（5）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（追加方式）、关闭文件、改变文件属性。

（6）最后编写主函数对所做工作进行测试。

相关知识概述（1）文件的操作：①创建文件；②删除文件；③读文件；④写文件；⑤设置文件读/写位置。

（2）文件的逻辑结构：从用户的观点出发所能观察到的文件组织形式，即问价是由一系列的逻辑记录组成的，是用户可以直接处理的数据及其结构。

文件的物理结构：系统将文件存储在外存上所形成的一种存储组织形式，用户不可见。

（3）磁盘空间的管理:采取合理的文件分配方式，为每个文件分配必要的存储空间，使每个文件都能“各得其所”，并能有效减少磁盘碎片。

（4）磁盘目录结构2. 实验设计基本设计思路用一个文件模拟磁盘：FAT 根目录目录1目录2目录3目录4…文件1文件2…文件分配表FAT（128B）：第几项0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …内容-1 -1 -1 4 9 0 7 8 -1 12 …根目录（64B）目录1（64B）目录6（64B）目录……….实验中，模拟的磁盘有128块，每块64B，故文件分配表有128项，每项3一个字节，共占磁盘的前两块，盘块编号0、1；根目录紧邻在文件分配表后面，占编号为2的盘块。

01234567891011128B8B8B8B8B8B8B8B文件管理系统要实现的功能包括：（1）磁盘操作：①磁盘分配（2）目录操作：①建立目录②显示目录内容③删除空目录（3）文件操作：①建立文件②打开文件③关闭文件④读文件⑤写文件⑥删除文件（磁盘回收）⑦显示文件内容⑧改变文件属性⑨使用绝对路径名查找文件（4）对数据结构——已打开文件表的操作：①在已打开文件表中查找某文件②将文件从已打开文件表中删除③将某文件插入已打开文件表主要数据结构描述1、每个目录项的数据结构（8B）：typedef struct{char name[3];开始找到文件分配表第x项，i=x第i项值是否为第i项是否为最后一项磁盘满，分配失败结束i=i+1分配第i块NYNY图2-10分配一个磁盘块的流程图结束查找路径名为pname的文件i=0i为已打开文件表一栏查找成功结束查找失败i=i+1文件路径名相符NNYY图2-13 在已打开文件表中查找某文件开始删除路径名为n ame 的文件在已打开文件表中查找路径名为n ame的登记项i找到该文件登记项删除第i项：[i]=openfile[]=结束文件没有打开，删除失败NY结束插入路径名为n ame的文件在已打开文件表中查找路径名为n ame的登记项找到该文件登记项已打开文件表已满文件登记表满，无法打开文件结束在[length]处填写该文件的各项内容：=+1文件已打开YNYN图2-15将某文件插入已打开文件表的流程图图2-14 将某文件从已打开文件表中删除的流程开始关闭文件路径名为 name 的文件查找已打开文件表文件打开追加文件结束符修改目录中文件长度结束文件未打开，无法关闭文件结束在已打开文件表中删除该文件登记项操作为 “ 写 ”NNY Y图 2-20模拟关闭文件的流程图开始读 n ame 文件 l ength 字节查找已打开文件表文件打开文件以读方式打开从已打开文件表的到读指针 :将盘块d um 读入缓冲 b uffer1 文件未打开 , 无法读文件结束文件不能读结束t=0文件未结束且 t<=length显示读出内容；修改读指针的 b unum: bnum=bnum+1t=t+1读完一个盘块修改读指针 bnum=0;: dnum= 文件分配表第 n um 项将盘块 d num 读入缓冲 b uffer1读文件结束结束NYNNNYYY结束显示路径名为name的文件查找目录n ame找到该文件文件打开dnum=该目录起始盘块号第d num块是该文件一块第d num块内容读入buffer1显示b uffer1中的内容结束或到文件结束符dnum=FAT 第d num项结束结束文件打开，显示文件失败结束指定的文件不存在，显示文件内容失败NYNYNY编码实现实现过程总结部分功能代码：（1）目录操作：①建立目录：int md(char *pathName, char *contentName, char address) ame[0] = '$';}fseek(fc, address * 64, SEEK_SET);fwrite(contentBuffer, 64L, 1, fc);return 1; ttribute == 8) ame << endl;cout << "类型:空" << endl;cout << "属性：目录项" << endl;cout << "起始地址:" << (int)contentBuffer[i].address << endl;cout << "长度：1" << endl << endl;}else if (contentBuffer[i].name[0] == '$'){cout << "一个空的目录登记项" << endl;}else{cout << "名字:" << contentBuffer[i].name << endl;cout << "类型:" << contentBuffer[i].type << endl;if (contentBuffer[i].attribute == 3){cout << "属性：只读系统文件" << endl;}else{cout << "属性：可读可写的普通文件" << endl;}cout << "起始地址:" << (int)contentBuffer[i].address << endl;cout << "长度" << (int)contentBuffer[i].length << endl << endl;}}}（2）文件操作：①建立文件：bool create_file(){ttribute;= temp->address;= temp->length;= flag;pointer read, write;= dnum;= 0;= dnum;= 0;= write;= read;(cu);return 3;}③关闭文件：int close_file(char *pathName){list<OFILE>::iterator it;int i = 0;for (it = (); it != ();){if (strcmp(it->name, pathName) == 0){it = (it);return 1;}else{++it;}}return 0;}④读文件：bool read_file(char *pathName){int a;unsigned char c;bool flag = false;OFILE exist;list<OFILE>::iterator it;int i = 0;for (it = (); it != (); it++){if (strcmp(it->name, pathName) == 0){exist = *it;flag = true;break;}}if (flag == false){return flag;}int dnumTemp = fseek(fc, 64 * SEEK_SET);for (i = 0; i < ; i++){cout << "第" << << "个盘块内容如下：" << endl;while{if % 8 == 0){cout << endl;}c = getc(fc);a = c;cout << hex << " " << a;}= 0;fseek(fc, SEEK_SET);c = getc(fc);if (c == 255){cout << "文件末尾" << endl;break;}= c;fseek(fc, * 64, SEEK_SET);cout << endl;}return flag;}⑤写文件：bool write_file(char *pathName){int dnum; ;type = (pointPosition + 1, ());everyPath = (0, pointPosition);}结果分析与总结结果分析部分功能演示：总结与建议总结：通过本次实验我学会了如何建立文件管理系统，学会了一些常用的目录、问津功能的实现，还学会了如何用文件读写指针对文件进行操作。

操作系统实验---文件系统

实验报告实验题目：文件系统姓名：学号：课程名称：操作系统所在学院：信息科学与工程学院专业班级：计算机任课教师：实验项目名称文件系统一、实验目的与要求：1、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及其内部实现。

2、熟悉文件管理系统的设计方法，加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。

3、通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。

4、通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。

二、实验设备及软件：一台PC（Linux系统）三、实验方法（原理、流程图）试验方法（1）首先应当确定文件系统的数据结构：主目录、子目录以及活动文件等。

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。

（2）用户创建文件，可以编号存储于磁盘上。

如file0，file1，file2…并以编号作为物理地址，在目录中登记。

文件系统功能流程图图1.文件系统总体命令分析图 2.登录流程图图 3. ialloc流程图图4.balloc流程图图5.密码修改流程图图6.初始化磁盘图 7.显示所有子目录 dir/ls 操作流程图图8.创建文件 creatfile 、创建目录 mkdir 流程图图9.改变当前路径 cd 操作流程图实验原理1.文件操作◆mkdir 创建目录文件模块，输入 mkdir 命令，回车，输入文件名，回车，即会在当前目录文件下创建一个名为刚刚输入的文件名的目录文件。

在该创建过程中首先要判断该目录中有没有同名的文件，如果有的话就创建失败，还要判断在该目录下有没有创建文件的权限，有权限才可以创建。

具体流程图查看第二节，系统流程图设计部分。

◆del 删除文件模块，输入 del命令，回车，输入文件名，回车，即会在当前目录文件下删除一个名为刚刚输入的文件名的数据文件。

在该删除过程中要判断该目录中是否存在该文件，如果不存在就没有必要执行该操作了，还要判断在该目录下有没有删除文件的权限，有权限才可以删除。

操作系统课程实验报告-实验六文件系统

if __name__ == '__main__': if len(sys.argv) != 3: Usage() exit(1)
hierarchy, filesCompareOutput = diffDir(sys.argv[1], sys.argv[2])
print('{0}\n 比较文件结构：\n{0}'.format(' '*10)) PrintHierarchy(hierarchy) print() if len(filesCompareOutput) != 0:
subname[1])
# 合并结果
filesCompareOutput += subCompareOutput
sameFileHierarchy.append(('{0}'.format(name),
subFileHierarchy))
elif ( os.path.isfile(subname[0])
华南理工大学操作系统课程实验报告
实验概述
【实验目的及要求】
加深对 linux 文件系统的理解。实现一个“difftree”命令，其功能是比较两个目录下的文件结构和文件信息。当在命令行方式下执行“difftree <dir1> <dir2>”命令时，能够比较目录 dir1 和目录 dir2 是否具有相同的结构，对相同的部分，进一步比较相同文件名的文件内容。列出比较的文件系统结构图。本实验是对单个文件比较的扩展，设计中需要考虑目录操作。
for item in hierarchy: if isinstance(item, tuple): print(' '*level*3 + ' ' + item[0] + '/') PrintHierarchy(item[1], level+1) else: print(' '*level*3 + ' ' + item)

操作系统文件系统实验报告

操作系统文件系统实验报告操作系统文件系统实验报告引言操作系统是计算机系统中的重要组成部分，负责管理计算机的硬件和软件资源，为用户提供一个友好的界面和高效的资源管理。

文件系统作为操作系统的一个重要组成部分，负责管理计算机中的文件和目录，提供文件的读写和存储功能。

本实验旨在深入了解操作系统文件系统的原理和实现方式，并通过实际操作来加深对文件系统的理解。

一、实验背景操作系统中的文件系统是一个层次化的结构，它将计算机中的存储空间划分为若干个逻辑单元，用来存储和管理文件和目录。

文件系统的设计和实现涉及到文件的组织方式、文件的存储结构、文件的访问方式等多个方面。

本实验将以Linux操作系统为例，通过使用Linux文件系统的一些基本命令和操作，来深入了解文件系统的原理和实现方式。

二、实验目的1. 了解文件系统的基本概念和原理。

2. 掌握Linux文件系统的基本命令和操作。

3. 熟悉文件的读写和存储方式。

4. 加深对文件系统的理解和应用。

三、实验内容1. 文件系统的基本概念和原理文件系统是操作系统中用来管理文件和目录的一种机制，它将计算机中的存储空间划分为若干个逻辑单元，用来存储和管理文件和目录。

文件系统的基本概念包括文件、目录、路径等，文件是计算机中存储数据的基本单位，目录是用来组织和管理文件的一种方式，路径是用来定位文件和目录的一种方式。

2. Linux文件系统的基本命令和操作Linux操作系统是一个开源的操作系统，它提供了丰富的文件系统命令和操作。

通过使用这些命令和操作，可以对文件和目录进行创建、删除、复制、移动等操作。

例如，可以使用"mkdir"命令来创建一个新的目录，使用"rm"命令来删除一个文件，使用"cp"命令来复制一个文件，使用"mv"命令来移动一个文件等。

3. 文件的读写和存储方式文件的读写是文件系统的一项重要功能，它可以通过读取和写入文件来实现对文件内容的访问和修改。

操作系统实验四文件系统实验

struct ufd {
char fileName[20]; char File[50]; struct ufd * next; }*fp,*tp,*p,*begin;
typedef struct ufd UFD ; void show(struct UFD *f) {
begin=f; if(begin->next==NULL) printf("该用户名下尚无文件！\n"); else {
while(strcmp(p->fileName,filename)!=0&&p!=NULL)
p=p->next;
if(p==NULL)
printf("文件不存在！\n");
else
{
printf("%s: %s\n",p->fileName,p->File);
}
goto label;
}
else if(i==4)
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type)) int userNum=0;
struct mdf {
char userName[20]; struct UFD* p; } mdf[20];
西北农林科技大学信息工程学院实习报告
实验四文件系统实验一 .目的要求
1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 2、要求设计一个 n 个用户的文件系统，每次用户可保存 m 个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有 Create、delete、 open、close、read、write 等命令。

操作系统-文件系统课程设计报告(附源码)

操作系统课程设计题目文件系统学院计算机学院专业计算机科学与技术年级班别 10级7 班学号 3110006154 学生姓名指导教师刘老师20年月日文件系统一、课程设计的内容：模拟文件系统实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和管理方法，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

通过用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。

二、可行性分析：可行性分析是通过对项目的主要内容和配套条件，并通过对各方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后所带来的影响，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，是一种综合性的系统分析方法。

可行性分析应具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。

这里以三个方面来分析此次设计：经济可行性、技术可行性、法律可行性。

1、经济可行性：编写该文件系统，只需要用到PC机和VC++6.0编程软件，不需要花费金钱，所以，在经济方面，这个课程设计适合做。

2、技术可行性：在做这个课程设计，事先需要掌握的知识有C/C++语言，数据结构，操作系统，PC机的基本操作和VC++6.0软件的使用方法等。

目前，这些知识都已经学习并掌握了，所以在技术方面，这个课程设计也适合做。

3、法律可行性：做这个课程设计，只是为了掌握文件系统的基本内容，提升自己的编程能力，没有违反法律法规，所以，在法律方面，这个课程设计也适合做。

三、需求分析1．设计一个多用户多级目录文件管理系统。

2．要设计多个实用命令并设置文件保护措施。

3．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用，界面要为用户提供足够的选择信息，不需用户打入冗长的命令4. 功能简介：①多用户管理，多级目录形式。

②基本的文件操作功能，如新建文件、打开文件、写入文件、关闭文件、读取文件等。

③用户间文件的共享功能四、概要设计(逻辑图)1.系统结构图:2、界面简单说明该系统主要分为两个界面，用户操作界面及文件操作管理界面。

操作系统文件系统课程设计实验

《操作系统原理》课程设计任务书题目：文件系统实现学生姓名：学号：班级：________________题目类型：软件工程（R）指导教师：一、设计目的学生通过该题目的设计过程，可以初步掌握操作系统中有关文件系统的原理、软件开发方法并提高解决实际问题的能力。

二、设计任务用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。

从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。

要求设计一个n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。

三、设计要求1.分析设计要求，给出解决方案（要说明设计实现所用的原理、采用的数据结构）。

2.设计合适的测试用例，对得到的运行结果要有分析。

3.设计中遇到的问题，设计的心得体会。

4.文档：课程设计打印文档每个学生一份，并装在统一的资料袋中，资料袋前面要贴有学校统一的资料袋封面。

四、提交的成果1. 课程设计说明书内容包括(1) 封面（学院统一印制）；(2) 课程设计任务书；(3) 中文摘要150字；关键词3-5个；(4) 目录；(5) 正文；（设计思想；各模块的伪码算法；函数的调用关系图；测试结果等）(6) 设计总结；(7) 参考文献；(8) 致谢等。

注：每一部分是单独的一章，要另起一页写。

2. 排版要求(1) 所有一级标题为宋体三号加粗（即上面写的2～8部分，单独一行，居中）(2) 所有二级标题为宋体四号加粗（左对齐）(3) 所有三级标题为宋体小四加粗（左对齐）(4) 除标题外所有正文为宋体小四，行间距为固定值22磅，每个段落首行缩进2字符(5) 目录只显示3级标题，目录的最后一项是无序号的“参考文献资料”。

3. 其他要求（班长负责，务必按照以下方式建文件夹）(1) 以班级为单位刻录光盘一张，光盘以班级命名，例如：“10级计算机科学与技术1班”；(2) 光盘内每人一个文件夹，以学号姓名命名——如“陈映霞”，内容包括任务书、设计文档。

计算机操作系统实验指导计算机文件系统

第一一章文件系统设计《计算机操作系统实验指导》文件系统•文件系统是操作系统最直观地部分,用户可以通过文件直接地与操作系统互,操作系统也需要为用户提供数据计算,数据存储地功能。

•文件是数据地集合,文件系统不仅包含着文件地数据,还有文件系统地结构。

文件系统负责管理外存上地文件,并把对文件地存取,享与保护以接口地方式提供给操作系统与用户。

它不仅方便了用户使用,保证了文件地安全,还可以极大地提高系统资源地利用率。

因此,文件系统是操作系统最为重要地组成部分之一。

设计一个简单文件系统本章实验内容是设计一个简单文件系统。

实验主要内容分为四个部分:添加一个类似ext二地文件系统myext二;修改myext二地magic number;修改文件系统操作;添加文件系统创建工具。

实验这个类似于ext二地自定义文件系统myext二具体描述如下:myext二文件系统地物理格式定义与ext二基本一致,但 myext二地magic number是0x六六六六,ext二地magic number是0xEF五三。

myext二是ext二地定制版本,它不但支持原来ext二文件系统地部分操作,还通过修改实现了与原文件系统不同地操作,另外,还添加了文件系统创建工具。

注意:该实验需要在root权限下行,实验前请切换权限。

（一）源代码复制把ext二部分地源代码克隆到myext二,按照Linux源代码地组织结构,把myext二文件系统地源代码存放到fs/myext二下,头文件放到include/linux下。

执行如下操作:#cd /usr/src/linux /*内核源代码目录,假设内核源代码解压在主目录地linux子目录*/ #cd fs#cp -R ext二 myext二#cd /usr/src/linux/fs/myext二#mv ext二.h myext二.h#cd /lib/modules/$(uname -r)/build/include/linux#cp ext二_fs.h myext二_fs.h#cd /lib/modules/$(uname -r)/build/include/asm-generic/bitops#cp ext二-atomic.h myext二-atomic.h#cp ext二-atomic-setbit.h myext二-atomic-setbit.h命令地执行没有输出结果。

操作系统-文件系统-课程设计报告--后附源代码

目录1 课程设计简介 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计内容 (1)2 数据结构的设计 (2)2.1 预定义 (2)2.2 结构体 (2)2.3 全局变量和函数 (2)3 功能模块（或算法）描述 (5)3.1 模块划分 (4)3.2 模块流程图 (6)4 程序运行结果 (8)5心得体会 (9)参考文献 (10)附源代码 (11)1 课程设计简介1.1 课程设计的目的课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。

通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。

同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。

1.2 课程设计内容课程设计内容设计一个简单的多用户文件系统。

即①在系统中用一个文件来模拟一个磁盘；②此系统至少有：Create、delete、open、close、read、write等和部分文件属性的功能。

③实现这个文件系统。

④能实际演示这个文件系统。

基本上是进入一个界面（此界面就是该文件系统的界面）后，可以实现设计的操作要求。

1）设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。

2）程序采用二级文件目录（即设置主目录MFD）和用户文件目录（UFD）。

另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。

3）为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。

4）因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。

5）文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。

6）程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（MFD、UFD），打开文件目录（AFD）即运行文件目录，如图5.1所示。

2 数据结构的设计2.1 预定义#define BLOCKSIZ 512 //磁盘块的大小#define DATABLKNUM 512 //数据块的数目#define BLKGRUPNUM 50 //数据块组包含多少数据块#define P_N_BLOCKS 15 //inode节点中指向数据块的指针个数#define GROUPNUM DA TABLKNUM/BLKGRUPNUM+1 //数据块组组数#define DINODESIZ 512 //磁盘i结点区的大小（空间32×512）#define DINODENUM 32 //磁盘i结点区的块数#define SYSOPENFILE 40#define DIRNUM 32 //一个目录下的最多目录和文件的总和数#define DIRSIZ 14 //文件、目录名的长度(字节)#define UPWDSIZ 15 //密码的长度#define UNAMSIZ 15 //用户名的长度#define PWDSIZ sizeof(struct pwd) //密码结构的长度#define PWDNUM BLOCKSIZ/PWDSIZ //密码数据空间的大小（pwd为单位）#define NOFILE 20 //一个用户最多可以打开的文件数目#define DINODESTART 4*BLOCKSIZ//i结点区的开始地址-inodes table ，1引导2超块3block bitmap 4inode bitmap#define DATASTAR T (2+DINODENUM)*BLOCKSIZ //数据区的开始地址#define DA TASTAR TNO 36 //数据区开始指针#define DIMODE_EMPTY 00000/*可以用的空间*/#define DIMODE_FILE 00001#define DIMODE_DIR 00002#define DIMODE_P ASSWD00004#define GRUP_0 0 //管理员组#define GRUP_1 1#define GRUP_2 2#define GRUP_4 42.2 结构体//磁盘i结点结构，struct inode{// char di_name[DIRSIZ];unsigned __int16 di_ino; /*磁盘i节点标识*/unsigned __int16 di_number; /*关联文件数，当为0时表示删除文件*/unsigned __int16 di_mode; /*存取权限*/unsigned __int16 di_uid; /*磁盘i节点用户id*/unsigned __int16 di_gid; /*磁盘i节点权限组id*/ //1管理员组2用户组unsigned __int32 di_size; /*文件大小*/unsigned __int32 di_ctime; /* Creation time */unsigned __int32 di_mtime; /* Modification time */unsigned __int16 di_block[P_N_BLOCKS]; /* 一组block 指针*/};// 目录项结构struct direct{char d_name[DIRSIZ]; /*目录名（14字节）*/__int16 d_ino; /*目录号*/};//超级快结构struct super_block{unsigned __int16 s_inodes_count; /* inodes 计数*/unsigned __int16 s_blocks_count; /* blocks 计数*/unsigned __int16 s_r_blocks_count; /* 保留的blocks 计数*/unsigned __int16 s_free_blocks_count; // 空闲的blocks 计数unsigned __int16 s_free_inodes_count; /* 空闲的inodes 计数*/unsigned __int16 s_free_blocks_group[GROUPNUM];//新增一个数组来记录每个数据块组中的空闲数据块计数unsigned __int16 s_first_data_block; /* 第一个数据block */unsigned __int16 s_log_block_size; /* block 的大小*/unsigned __int16 s_blocks_per_group; /* 每block group 的block 数量*/unsigned __int16 s_inodes_per_group; /* 每block group 的inode 数量*/};// 用户密码struct pwd{unsigned __int8 p_uid;unsigned __int8 p_gid;char username[UNAMSIZ];/*用户名新加的*/char password[UPWDSIZ];};// 目录结构struct dir{struct direct direct[DIRNUM];__int16 size;};2.3 全局变量和函数// 全局变量unsigned __int8 di_bitmap[DINODENUM]; // 硬盘inode节点位图1表示已使用0表示未使用unsigned __int8 bk_bitmap[DATABLKNUM]; // 数据块block位图struct super_block filsys; //超级块struct pwd pwd[PWDNUM];FILE *fd; //文件指针struct inode *cur_inode; //i节点当前目录指针struct inode *inodetemp; //i节点指针const char fsystemname[20]="Linux.EXT2"; //模拟硬盘的文件名struct direct dir_buf[BLOCKSIZ / sizeof(struct direct)]; //目录数组char cmdhead[20];//cmd 的头表示所在哪个文件夹、int i_lock=0;//inode位图锁可能会多线程int b_lock=0;//block位图锁struct pwd *cur_user;/* 全局函数*/extern int Format();//格式化磁盘extern int Install();//启动，安装文件系统struct inode * read_inode(int);//install里面读取文件dinodestruct direct * read_dir_data(int);//读取存储文件夹的物理块extern void showdir();//命令dirint Enterdir(char[]);//进入某个文件夹命令-- cd 文件名int Fd_dirfile(char[]);//查找当前目录里的文件没找到返回-1 找到返回inode号int Iscmd(char[]);//判断是否两个字符串的命令void two_cmd(char[],char[]);//两个字符串的命令int creat(char[]);//创建文件void changeinode();//交换指针char * ReadFile(char[]);//读取文件int mkdir(char[]);//创建文件夹void showbitmap();//显示位图int deletefd(char[]);//删除文件int editfile(char[]);//编辑文件int rename(char[]);//重命名void showhelp();//命令帮助void login();void logout();int access();//权限判断/*磁盘i节点的分配与释放（当一个新文件被建立的时候，在给该文件分配磁盘存储区之前，应为该文件分配存放该文件说明信息的磁盘i节点，当从文件系统中删除某个文件时，应首先删除它的磁盘i节点项。

操作系统实验文件系统设计

5：文件系统设计主要数据结构(1) i节点struct inode {struct inode *i_forw;struct inode *i_back;char i_flag;unsigned int I_tmp //磁盘i节点标号unsigned int I_count; //引用计数unsigned short di_number; //关联文件数,当为0时,则删除该文件unsigned short di_mode; //存取权限unsigned short di_uid; //磁盘i节点用户idunsigned short di_gid; //磁盘i节忠组idunsigned int di_addr[NADDR]; //物理块号}(2)磁盘i节点//关联文件数struct dinode {unsigned short di_number; //关联文件数unsigned short di_mode; //存取权限椅unsigned short di_uid;unsigned short di_gid;unsigned long di_size; //文件大小unsigned int di_addr[NADDR]; //物理块号}(3)目录项结构struct direct {char d_name[DIRSIZ]; //目录名unsigned int d_ino; //目录号}(4)超级块struct filsys {unsigned short s_isize; //i节,点块块数unsigned long s_fsize; //数据块块数unsigned int s_nfree; //空闲块块数unsigned short s_pfree; //空闲块指针unsigned int s_free[NICFREE]; //空闲块堆栈unsigned int s_ninode; //空闲i节点数unsigned short s_pinode; //空闲i节点指针unsigned int s_inode[NICINOD]; //空闲i节点数组unsigned int s_rinodepr; //铭记i节点char s_fmod; //超级块修改标志}(5)用户密码struct pwd {unsigned short p_uid;unsigned short p_gid;char passward[PW0SIZ];}(6)目录struct dir {struct direct direct[DIRNUM];int size;}(7)查找内存i节点的hash表struct hinode {struct inode *i_forw;}(8)系统打开表struct file {char f_flag;//文件操作标志unsigned int f_count; //引用计数struct inode *f_inode; //指向内存i节点unsigned long f_off$; //读/写指针}(9)用户打开表struct user {unsigned short u_default_mode;unsigned short u_uidid; //用户标志unsigned short u_gid; //用户组标志unsigned short u_ofile[NOFILE]; //用户打开文件表}3.主要函数(1)i节点内容获取函数iget()(详细描述略)。

操作系统-文件系统设计文档

操作系统实习题目：文件系统模拟设计姓名：温先良班级：计本08-1班学号：3081817124指导老师：葛云生操作系统实习 (1)1. 引言 (2)1.1 设计目的 (2)1.2实验内容 (2)1.3 系统开发运行环境 (3)二系统分析设计 (4)2.2 基本原理 (4)2.3 数据结构设计 (4)2.4 程序流程图 (5)三程序代码以及运行结果 (6)四实习心得体会 (11)五参考文献 (11)1. 引言1.1 设计目的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及内部实现。

1.2实验内容为linux系统设计一个简单的二级文件系统。

要求做到以下几点：（1）可以实现下列几条命令（至少4条）；dir 列文件目录create 创建文件delete 删除文件open 打开文件close 关闭文件read 读文件write 写文件（2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度；（3）源文件可以进行读写保护。

提示：（1）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。

（2）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1.3 系统开发运行环境Windows XP 系统，Visual C++ 6.0二系统分析设计2.2 基本原理本系统是模拟实现多用户多的文件系统,在系统出现登录后 ,输入用户与口令,在用户登录系统后,可以添加2个普通用户。

普通用户的命令与系统管理员的系统命令具体实现是一样的。

此模拟系统提供了10个命令,并根据命令的含义与要求,用C/C++编程来完成所有具体操作。

该系统可以模拟完成用户的登陆和验证,新建文件，打开文件,读文件，写文件，关闭文件，删除文件，查看文件，退出系统，注销用户，切换用户等系统功能。

2.3 数据结构设计系统管理员typedef struct user //系统管理员{ char name[5] ; // 登录用户名char password[10] ; // 登录密码}user;用户文件目录struct UFD{ char fname[5];//文件名char proper[2];//文件属性 ,R或RWint length;//记录长度int addr;//文件地址};用户已打开文件表struct UOF{char fname[5];//文件名char proper[2];//文件属性，r或rwint length;//记录长度char state[5]; //状态: new, openint read; //读指针int write; //写指针};主文件目录struct MFD{ char Username[5];//用户名struct UFD UserDirec[L];//用户文件目录 struct UOF OpenUser[S];//已打开文件目录 int count; //每个用户拥有的存在的文件计数} MFD[N];2.4 程序流程图三程序代码以及运行结果系统管理员登陆以及验证：bool login(char *name, char *pwd ){if( (strcmp(name, )==0) && (strcmp(pwd, admin.password)==0)) { return true; }return false;}创建新用户bool NewUser(char user[]){ int i=0;while(strcmp(MFD[i].Username,"")!=0&&(i<N))//查看MFD，检测用户数是否已满 { i++; }if(i>=N){ //如果用户数已满cout<<"用户数已满. 你必须删除一个用户才继续新建用户"<<endl;return 0;}else{ //如果用户数未满，则建立新用户strcpy(MFD[i].Username,user);NOU++;//用户数加1cout<<" 用户 "<<user<<" 创建成功 ."<<endl;//提示当前用户创建成功cout<<" 系统现有的用户数 : "<<NOU<<endl;//显示系统现有的用户数return 1;}}注销用户void Logout(int a){ //注销用户，清除所有文件的登记栏string str;char temp[5]="";for(int i=0;i<L;i++){ //对 UFD中的文件名MFD[a].UserDirec[i].fname进行处理str=static_cast<string>(MFD[a].UserDirec[i].fname);strcpy(MFD[a].UserDirec[i].fname,str.substr(0,4).c_str());for(int j=0;j<S;j++) //如果UFD中的文件名与UOF中的文件名相同{//对UOF中的文件名UOF[i].fname进行处理str=static_cast<string>(MFD[a].OpenUser[j].fname);strcpy(MFD[a].OpenUser[j].fname,str.substr(0,4).c_str());//清除UOF中信息if(strcmp(MFD[a].UserDirec[i].fname,MFD[a].OpenUser[j].fname)==0) { strcpy(MFD[a].OpenUser[j].fname,""); //清除UOF中文件名strcpy(MFD[a].OpenUser[j].proper,"");//清除UOF中文件属性 MFD[a].OpenUser[j].length=0; //清除UOF中记录长度strcpy(MFD[a].OpenUser[j].state,""); //清除UOF中文件状态 MFD[a].OpenUser[j].read=0; //清除UOF中读指针MFD[a].OpenUser[j].write=0; //清除UOF中写指针}}//清除UFD中信息strcpy(MFD[a].UserDirec[i].fname,"");//清除UFD中文件名strcpy(MFD[a].UserDirec[i].proper,"");//清除UFD中文件属性MFD[a].UserDirec[i].length=0;//清除UFD中记录长度MFD[a].UserDirec[i].addr=0; //清除UFD中文件地址}strcpy(temp, MFD[a].Username);strcpy(MFD[a].Username,"");//清除MFD中的用户名MFD[a].count=0; //该用户下的文件数清零NOU--;//用户数减1cout<<" 用户 "<<temp<<" 注销成功"<<endl; //提示注销成功cout<<" 系统当前用户数: "<<NOU<<endl;}新建文件void Create(int a){int i=0;char filename[5];//文件名char property[3];//文件属性char temp[2]; //文件属性的临时变量string str;//临时变量Re:cout<<"请输入创建文件名(长度为 4) 文件属性(r,rw):"<<endl;//提示输入cout<<"文件名: "; //输入要创建的文件名cin>>filename;if(strlen(filename)>4) goto Re;//如果文件名长度不符合要求，则要求重新输入loop:cout<<"文件属性(r,rw) :";//输入文件属性，读或是读写cin>>property;strcpy(temp,property);//将属性字符串赋值给tempif(!(strcmp(temp,"rw")==0||strcmp(temp,"r")==0))//检查属性是否正确{ cout<<"文件属性设置错误. 请重新设置: r or rw"<<endl;//属性错误，重新输入goto loop;}//对文件名filename进行处理str=static_cast<string>(filename);strcpy(filename,str.substr(0,4).c_str());//对MFD[a].UserDirec[i].fname文件名进行处理str=static_cast<string>(MFD[a].UserDirec[i].fname);strcpy(MFD[a].UserDirec[i].fname,str.substr(0,4).c_str());while((strcmp(MFD[a].UserDirec[i].fname,filename)!=0)&&(i<L)) /*查用户的UFD，检测该文件是否重名*/{ i++;str=static_cast<string>(MFD[a].UserDirec[i].fname);strcpy(MFD[a].UserDirec[i].fname,str.substr(0,4).c_str());}if(i>=L){ //无重名文件if(MFD[a].count>=L)//如果用户文件目录UFD已满，则提示文件满的信息 {cout<<" 用户"<<MFD[a].Username<<" 文件目录UFD已满."<<endl;}//当用户文件目录UFD未满时else{int j=0;int k=0;while(strcmp(MFD[a].UserDirec[j].fname,"")!=0&&(j<L)) /*在UFD中寻找空登记栏,并登记*/{j++; }MFD[a].count++; //用户的文件计数器加1strcpy(MFD[a].UserDirec[j].fname,filename); //UFD中登记文件名MFD[a].UserDirec[j].length=Record;//UFD记录长度strcpy(MFD[a].UserDirec[j].proper,temp);//UFD中文件属性srand((unsigned)time(NULL)); //产生随机数i=rand()%100;// 找一磁盘空闲块并赋值给iMFD[a].UserDirec[j].addr=i;//在UFD登记栏中置文件地址为i //提示文件在UFD中建立成功cout<<" 文件: "<<filename<<" 已经成功建立 \n 文件数量: "<<MFD[a].count<<endl;//显示建立成功while(strcmp(MFD[a].OpenUser[k].fname,"")!=0&&(k<S)) /*在UOF中寻找空登记栏*/{k++; }//如果用户已打开文件表UOF未满if(k<S){ //在UOF中登记文件的相关信息strcpy(MFD[a].OpenUser[k].fname,filename); //UOF中文件名MFD[a].OpenUser[k].length=Record;//UOF中记录长度strcpy(MFD[a].OpenUser[k].proper, temp);//UOF中文件属性strcpy(MFD[a].OpenUser[k].state,"new");//修改状态为建立MFD[a].OpenUser[k].write=i;//修改写指针为i//提示文件在UOF中建立成功// cout<<" 文件: "<<filename<<" 已经成功打开 \n"<<endl;} //如果用户已打开文件表UOF已满，提示文件满的信息else{ //cout<<"用户已打开文件表UOF已满. "<<endl;}}}else //提示文件同名，不能建立{ cout<<"文件同名不能建立"<<endl; }}打开文件写文件读文件删除文件系统帮助命令四实习心得体会这次操作系统实习为期三周的学习时间，虽然时间比较短，但是还是有点收获的。

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文件系统设计
1．目的和要求
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。

实验要求：
①在系统中用一个文件来模拟一个磁盘；
②此系统至少有：Create、delete、open、close、read、write等和部分文件属性的功能。

③实现这个文件系统。

④能实际演示这个文件系统。

基本上是进入一个界面（此界面就是该文件系统的界面）后，可以实现设计的操作要求。

2．实验内容
1）设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。

2）程序采用二级文件目录（即设置主目录MFD）和用户文件目录（UFD）。

另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。

3）为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。

4）因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。

5）文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。

6）程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（MFD、UFD），打开文件目录（AFD）即运行文件目录。

3．实验环境
VC 6.0
4．实验提示
1） format 格式化
只写打开模拟文件，初始化超级快，初始化dinode 位图 block 位图，初始化主目录，初始化etc 目录，初始化管理员admin 目录，初始化用户xiao 目录，初始化用户passwd 文件，写入模拟硬盘文件。

2 ）install 安装
读写打开模拟文件，读取dinode 位图 block 位图，读取主目录，读取etc 目录，读取管理员admin 目录，读取用户xiao 目录，读取用户passwd 文件。

3 ）login 登陆
用户输入用户名和密码，在passwd 文件中查找是否有此用户，核对密码。

正确则登陆成功，当前目录设定到当前用户文件夹下。

加锁，检测inode 空间是否还有已满，是则退出。

在inode 位图中顺序查找空闲的inode ，找到则返回inode 地址，block 解锁。

函数结束。

Ialloc
申请inode空间
Inode位图是否加锁
否，加锁Inode空间是否已满
否
在ionde位图顺序查找空闲的inode
找到返回inode地址
Inode位图解锁
结束
申请失败
是
找不到
5 ）balloc 申请block空间
先检测block位图是否加锁，是则退出。

加锁，检测block空间是否还有k个空闲，否则退出。

在还有空闲block的组中查找是否有k个空闲，没有则去下一个block组中查找，找到则返回block地址，block解锁。

函数结束。

Balloc(int k)
申请k个block空间
Block位图是否加锁
否，加锁
是否有k个空闲的
block
是
在block位图按照分组查找空闲的block
找到返回block地址
Block位图解锁
结束
申请失败
否
找不到
6） create 创建文本文件
查找当前目录下是否有同名文件，是则退出，否则让用户输入文本文件内容，以‘###’结束。

申请inode空间（ialloc函数）,申请硬盘block空间（balloc函数），申请失败则结束。

将文件内容写入inode空间和block空间。

修改当前目录的结构，修改超级快，修改inode位图，block位图，写入模拟硬盘。

7） cdir 创建文件夹
查找当前目录下是否有同名文件，是则退出，否则,申请inode空间（ialloc函数）,申请硬盘block空间（balloc函数），申请失败则结束。

将文件夹内容写入inode 空间和block空间。

修改当前目录的结构，修改超级快，修改inode位图，block 位图，写入模拟硬盘。

8） read edit –读取和追加文本文件
Read----查找当前目录下是否该文件，没有则退出，否则调用access（）权限判断，有权限则判断是不是文件，不是则退出，是文件则读取文件并显示。

Edit----调用读取文件模块，读取成功则用户输入追加的内容，如果追加的内容大于一个block则申请block空间，失败则退出，申请成功则保存文件。

9） cd –进入子目录或上级目录
查找当前目录是否有该子目录，没有则退出，调用access（）判断当前用户是否有权限，无则退出，有则读取该子目录的inode，将当前目录指向该目录。