【2017年整理】操作系统课程设计实验报告.doc

一、实验目的 本设计的目的是实现操作系统和相关系统软件的设计，其中涉及进程编程、I/O操作、存储管理、文件系统等操作系统概念。 二、实验要求 在任一OS下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟Linux文件系统。具体见附表 三、实验环境 Windows 、VC 三、实验思想 1、整体思路 实验可分为三个大模块:文件组织结构、目录结构、磁盘空间管理。编写时，先定义重要的数据结构，整理好各个模块的思路，列出程序清单。接着编写一些对系统进行基本操作的函数，然后利用这些函数实现各种功能。 2、盘块大概分布 （分了128块，每块64字节） 盘块 0 1 2 3 4 5 6 ….. 127 用途 FAT表 FAT表 根目录 目录 数据 数据 数据 ...... 数据 盘块与盘块之间的链接，是利用FAT表项，（使用数组结构），并用它记录了所有盘块的使用信息。 优点：可以利用FAT信息，迅速查找、打开各个目录，进行创建、修改文件。 3、目录组成 为了简单，构思目录时，每个目录只有8字节，每盘存放最多8个目录。其中，目录名、文件名最多只能为3字节，如果是文件的话，类型名也最多为2字节。区分目录名和文件名的方法是：设计一个属性项（1个字节），为8时表示纯目录，为4时表示文件目录。具体分布如下图： 用途 目录名或文件名 文件类型 属性 文件起始盘块 文件长度 大小 3（字节） 2 1 1 1 优点：属性可以区分纯目录、文件目录；文件起始盘块可以记录文件的存放位置；文件长度,，在读文件时控制指针，是否到了文件末尾。 缺点：为了简单，对文件名、目录名、类型名都作了限制。最大分别为：3，3，2字节。 说明：调试时，目录名、文件名、类型名一定不能超过限制，否则出现非预期的结果 4、FAT 、磁盘管理 实验中，将磁盘分为128块，每块大小64字节。为了方便对空间管理，利用教材提到的方法，把每块的块号（指针）提取出来，形成FAT表： 盘块 0 1 2 3 4 5 6 7 。。。 下一盘块 -1 -1 4 9 0 7 8 -1 若某文件的一个盘块号为i ，则这个文件的下一个盘块为表中的第i项，其中0表示此盘块空闲，-1表示结束。 另一个重要的表是已打开文件表，用来记录打开或建立的内容，表如下： 文件路径名 文件属性 起始盘 文件长度 读指针 写指针 块号 块内地址 块号 块内地址 5、重要数据结构 用户结构： typedef struct //用户定义 { Int uid； char name[20]; char password[20]; }user; 目录结构： typedef struct //定义目录结构 { char name[3];//文件或目录名 为了简单只是取3字节 char type[2];//文件类型名 char attribute; //属性 char address; //文件或目录的起始盘块号 char length; //文件长度 ，为了简单实验是用盘块为单位 }content; //定义为目录结构 打开文件的数据结构： typedef struct { int dnum;//磁盘块的块号 int bnum;//块内的第几个字节 }pointer;//读写指针结构 #define n 5 //定义打开文件的最大个数； 打开文件表项结构 ： typedef struct { char name[20];//模拟绝对路径 char attribute;//文件属性 1个字节 int number;//文件的起始盘的块号 int length ;//文件长度，字节为单位 int flag;//操作类型 “0”以读方式打开 “1”以写方式打开 pointer read,write;//读写指针 }OFILE;//已经打开文件表项的定义 struct { OFILE file[n];//已经打开文件表 int length;//表中文件的数量； }openfile;//表的定义 这里定义了一个本次实验中最为重要的结构：打开文件项结构，它记录了所有打开文件的信息，各种操作，如newfile、read_file、wirte_file 等都是通过该文件项表来记录读写指针的，同时它还可以实现设计三中的对用户权限进行管理功能。 6、编写基本函数时按照上面的思想，会变得比较简单。 7、主要算法 为了简单，实验时主要的算法，都是建立在数组的基础上，所以比较简单。例如：search（），查找目录时，使用到了树的结构，利用递归，遍历目录树。其他基本是使用链表的方法。 8、由于初始设计时没有考虑到