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。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inode位图，block位图，写入模拟硬盘。详细过程如流程图1.2所示：

③、打开文件函数

对文件进行关闭操作，若此时文件不存在或处于读状态或写状态，则返回关闭失败信息；若此时文件处于空闲状态，则调用Close函数进行关闭操作。流程图如图1.3所示：

④、关闭文件系统函数

对文件进行打开操作，若此时文件不存在或已处于打开状态或读状态或写状态，则返回打开失败信息；若此时文件处于空闲状态，则调用Open函数进行打开操作。流程图如图1.4所示：

（4）运行结果分析

程序结果如图1.5-1.7所示

图1.5

图1.6

图1.7

（5）设计小结

操作系统课程设计是本课程重要的实践教学环节。课程设计的目的，一方面使学生更透彻地理解操作系统的基本概念和原理，使之由抽象到具体；另一方面，通过课程设计加强学生的实验手段与实践技能，培养学生独立分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神。与本课程的实验教学相比，课程设计独立设课，具有更多的学时，给学生更多自行设计、自主实验的机会，充分放手让学生真正培养学生的实践动手能力，全面提高学生的综合素质。

对于本次操作系统课程设，由于Linux比较陌生，刚起步阶段花了很大时间去查阅各种资料。当完成设计时，感觉掌握了以前学到的知识，并且还对操作系统应用有了更深入的认识。对二级文件系统也有了很好的了解，熟练C语言布局的使用，如何解决实现里面功能的各种问题。

（6）参考文献

[1]计算机操作系统(第3版)，汤小丹，西安电子科技大学出版社，2007年7月

[2]C语言程序设计，孟庆昌，人民邮电出版社，2006年4月

[3]计算机操作系统教程（第3版）习题解答与实验指导，张尧学，清华大学出版社，2006年11月

（7）附源代码

12、显示列表函数dir( )和目录创建函数mkdir( )等(文件名dir.c)

#include "stdio.h"

#include "string.h"

#include "filesys.h"

_dir( ) /*dir*/

{ unsigned int di_mode;

int i,j,one;

struct inode *temp_inode;

printf("\nCURRENT DIRECTORY:\n");

for(i=0;i

{if(!(strcmp(dir.direct[i].d_name,""))&&(dir.direct[i].d_ino==0)) { dir.size = i;break; }}

for(i=0;i

{if (dir.direct[i].d_ino!=DIEMPTY)

{ printf("%14s ,dir.direct[%d].d_ino = %d, 属

性:",dir.direct[i].d_name,i,dir.direct[i].d_ino);

temp_inode=iget(dir.direct[i].d_ino);

di_mode=temp_inode->di_mode;

for(j=0;j<12;j++)

{ one=di_mode%2;

di_mode=di_mode/2;

if (one)

printf("x");

else

printf("-");}

if(temp_inode->di_mode & DIFILE)

{ printf(" %d bytes\n",temp_inode->di_size);

printf("block chain of the file:");

for(j=0;jdi_size/BLOCKSIZ+1;j++)

printf("%d--",temp_inode->di_addr[j]);

printf("end\n"); }

else