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操作系统实习报告 题 目 基于shell的形式来模拟文件系统 班 级 学 号 姓 名 11 学年— 12 学年第 2学期 操作系统实习报告书 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 实习地点： 辅导教师： 实习内容： 基于shell的形式来模拟文件系统 实习环境： Windows操作系统相应的开发平台和工具 实习步骤、方法、技术方案、结果、分析： 实习内容： 在一个文件中模拟文件系统如何存储文件和目录。 通过一个Shell来模拟对该文件系统中文件和目录的访问和操作。 在模拟中提供文件系统空间整理的功能。 实习要求： 文件系统的基本要求： 1、使用大小固定的文件来代表一个文件系统分区，例如，30K字节。文件大小的固定是由程序里面自己控制的，即在给定文件大小后面不再写内容。 2、每个分区都要支持多级目录的文件组织形式，并且文件的大小可动态变化。其中，存放的文件都为简单的TXT文本，即字符型文件。 运行程序的基本要求： 编写一个shell程序。该程序能像cmd.exe一样，能对你所构造的文件系统进行目录和文件操作。 要求实现地功能包括：cd、dir、mkdir，more，copy，rmdir，find，attrib，copy,del,xcopy，exit等几个ms-dos命令。 实习步骤： 首先理解该课程设计的要求，弄清楚shell的各种操作，查找各种资料，明白一个多级目录的文件系统是什么样的，加深理解文件系统的组成以及各种内部结构。 通过查找各种资料来搞清楚文件系统的存储形式，写出相关的结构体定义以及大体框架结构。 编写各个功能的代码函数来实现shell程序中目录与文件的操作。在基本的功能都实现以后对写出的程序进行一些必要的调试和修改，在此过程中找出问题并改正。 运用学过的多线程的方法将该程序改为多线程实现的shell程序。 总结经验，书写相关的实习报告书 实习方法： 理解文件系统存储结构，查找多级存储结构文件系统的相关资料，常见的UNIX实现了层次结构化文件的系统。在该方案中，目录中可以包含多个文件和子目录。磁盘被分成多个区。每个分区有自己的文件系统。矩形代表目录，圆圈代表文件在UNIX操作系统中，目录也被当作文件。它认为目录是单个文件或多个文件。 UNIX文件系统的中心概念是超级块superblock, i节点inode,数据块data block，目录块directory block，和间接块indirection block超级块占用第1号物理块，是文件系统的控制块，超级块包括：文件系统的大小、空闲块数目、空闲块索引表、空闲i节点数目、空闲i节点索引表、封锁标记等。超级块是系统为文件分配存储空间、回收存储空间的依据。i节点包括除了名字外的一个文件的所有信息，名字与i节点数目一起存在 目录中 磁盘的大小是固定的并且存储是连续的，所以用一个固定大小的文本文件来代表一个磁盘分区，并通过对此文本的内容读写来模拟shell程序中该文件系统中文件和目录的访问和操作。若不存在该文本，则必须对其初始化，形成一个根目录。初始化的操作有： 初始化超级块（代表一个根目录）Init_SuperBlock(); 初始化i结点 Init_INode(); 初始化数据块 Init_DataBlock(); 模拟对磁盘的访问，通过对文件进行文件seekp定位操作来实现，固定文件的大小由起初写入的文本决定，二进制文件编码是变长的，它灵活，存储利用率高，所以以二进制读写的方式来对本文进行操作。 用多线程的方法来实现shell程序，第一个用来接受命令，第二个用来解析命令，第三个用来实现命令。实现的关键点是在定义互斥量和信号量， 并在三个线程中来进行所需的P、V操作。 技术方案： 定义相关的结构体： //超级块 typedef struct { int MaxSize; //文件系统的大小 int FirstINodeBlk; //第一个I结点块号 int FirstDBlk; //第一个数据块号 int BlockSize; //每个物理块大小 boo