《操作系统》课程设计说明书

河南城建学院

《操作系统》课程设计说明书

设计题目：UNIX/Linux文件系统分析

专业：计算机科学与技术

指导教师：邵国金耿永军陈红军

班级：0614082

学号：061408261

姓名：贠炳森

同组人：叶矿辉、陈宇

计算机科学与工程系

2011年1月7日

前言

在现在计算机更新如此迅速的时代要学好计算机软件技术，特别是操作系统的学习，不仅要努力学好课本上的基础知识，还要经常在图书馆看些有关这方面的书籍，而更重要的是要有足够的实践经验，也要注重和同学的交流，经常尝试性的做些小的操作系统，对自己技术的提升会有很大的帮助。

同时，学习计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。例如，自己设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。但由于我们的条件和学时有限，在理论学习过程中没有给同学们提供更多的实验机会。本操作系统课程设计，是给同学提供一个集中实验的机会。希望同学们通过该设计加深对所学习课程的理解。

本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用，使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的GNU C或C++。

我做的课程设计是：Linux/Unix文件系统分析。在Linux系统下，使用与文件相关的系统调用实现对物理设备文件的读写，参照Linux系统源代码以及Grub 系统的源代码，对不同介质上的FAT格式文件系统进行分析。要求在Linux环境下设计出C语言程序，实现以下功能：

1)分析UNIX SysV/Linux系统引导记录的作用;

2)分析UNIX SysV/Linux的超级块及其结构，并建立相关数据结构，通过编程

实现UNIX SysV/Linux文件系统内各部分的定位。

3)至少要实现对给定i节点文件的只读访问

目录

一．系统环境 (3)

1.1硬件环境 (3)

1.2软件环境 (3)

二．设计目的及要求 (3)

三．总体设计 (5)

四．详细设计 (6)

五．调试与测试 (6)

六．设计中遇到的问题及解决方法 (6)

七．Linux/Unix文件系统分析源程序清单 (7)

7.1 头文件 (7)

7.2 示例程序 (10)

八．运行结果及分析 (16)

8.1 linux文件系统读取 (16)

8.2 UNIX文件系统读取 (18)

九．心得体会 (19)

十．参考文献 (20)

Linux/Unix文件系统分析

一．系统环境

1.1硬件环境

cpu为pentium4双线程技术，频率为2.8GHZ，内存为256MB。

1.2软件环境

使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的 GNU C或C++。

二．设计目的及要求

1、设计目的

学习计算机软件技术，特别是计算机操作系统技术，除了需要刻苦努力外，还需要掌握软件和操作系统的原理与设计技巧。如何学习和掌握操作系统技术的原理与实际技巧呢?除了听课和读书之外，最好的方法恐怕就是在实践中练习。例如，自己设计一个小型操作系统，多使用操作系统，多阅读和分析操作源代码等。但由于条件和学时有限，在理论学习过程中没有给提供更多的实验机会。本操作系统课程设计，是提供了一个集中实验的机会。应该通过该设计加深对所学习课程的理解。

2、设计要求

按软件工程的思想和方法进行设计，并把它作为一个工程来做。设计的每一步都有要形成文档，“成品”出来以后要有使用说明书和测试报告。最后按院方统一要求整理出软件实习“论文”，并分别以电子和书面文档的形式上交。最后，设计的程序要编译通过，并在验收时进行演示。

本设计的内容是基于《操作系统原理》教材的，但同学们必须对以前的《C 语言程序设计》和《数据结构》等内容进行认真的复习。

本设计是基于课程中学到的UNIX系统调用，使用操作系统环境是Red Hat Linux 9，言语开发环境是Linux的GNU C或C++。因此，要求课程设计者对Linux 操作系统和GNU C或C++有一定的了解。

3、设计内容

在Linux系统下，使用与文件相关的系统调用实现对物理设备文件的读写，参照Linux系统源代码以及Grub系统的源代码，对不同介质上的FAT格式文件系统进行分析。要求在Linux环境下设计出C语言程序，实现以下功能：1）分析UNIX SysV/Linux系统引导记录的作用;

2）分析UNIX SysV/Linux的超级块及其结构，并建立相关数据结构，通过编程实现UNIX SysV/Linux文件系统内各部分的定位。

3）至少要实现对给定i节点文件的只读访问。

4）建议根据文件读取文件。

文件系统必须完成下列工作：

1)为了合理的存放文件，必须对磁盘等辅助空间（或称文件空间）进行

统一管理。在用户创新新文件时为其分配空闲区，而在用户删除或修

改某个文件时，回收和调整存储区。

2)为了实现按名存取，需要有一个用户可见的文件逻辑结构，用户按照

文件逻辑结构所给定的方式进行信息的存取和加工。这种逻辑结构时

独立于物理存储设备的。

3)为了便于存放和加工信息，文件在存储和设备上应按一定的顺序存

放。这种存放方式被称为文件物理结构。

4)完成对存放在存储设备上的文件信息的查找。

5)完成文件的共享和提供保护功能。