操作系统课程设计报告Linux二级文件系统设计.pdf

操作系统课程设计报告Linux二级文件系统设计

操作系统课程设计报告

专业：计算机科学与技术学号：********姓名：***提交日期：2013-3-8

操作系统课程设计报告

【设计目的】

（1）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。

（2）结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文

件系统，进一步理解操作系统。

（3）通过分对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程

的能力【设计内容】二级文件系统设计【实验环境】C++/VC++

【相关知识综述】1.背景知识（1）外存管理

文件系统是一个含有大量的文件及其属性，对文件进行操作、管理的软件，以

及向用户提供使用文件的接口的一个集合。在逻辑上它的层次结构是这样的：文

件系统接口对对象的操作和管理的软件集合逻辑文件系统基本I/O管理程序

（文件组织模块）基本文件系统（物理I/O层）I/O控制层（设备驱动程序）

对象及其属性说明作为产品的操作系统有各自的文件系统。比如MS的WINDOWS

系列使用的是FAT16、FAT32或NTFS的文件系统、LINUX使用的是EXT2、EXT3

文件系统等等。（2）linux的EXT2文件系统

linux使用一个叫虚拟文件系统的技术从而可以支持多达几十种的不同文件

系统，而EXT2是linux自己的文件系统。它有几个重要的数据结构，一个是超

级块，用来描述目录和文件在磁盘上的物理位置、文件大小和结构等信息。inode

也是一个重要的数据结构。文件系统中的每个目录和文件均由一个inode描述。

1/4

它包含：文件模式（类型和存取权限）、数据块位置等信息。一个文件系统除

了重要的数据结构之外，还必须为用户提供有效的接口操作。比如EXT2提供的

OPEN/CLOSE接口操作。（3）用内存来模拟外存

真正的文件系统对外存进行管理，涉及到许多硬件、设备管理方面的底层技术，

一方面这些技术不属于操作系统核心内容，一方面过多的内容不免造成实验者顾

此失彼，所以这里推荐一种使用内存来模拟外存的方式，可以跳过这些硬件技术

而直接把精力放在数据结构设计和操作算法设计上面。

假定pInode是一个指向inode结构的指针，而且它已经放入的需要放入的数

值了，现在需要将其写入到特定位置。可用如下代码：……

fd=fopen(“filesystem”,”w+b”)；//fd是FILE指针类型，w便是写方式，

b表示二进制

fseek(fd,specific_area,SEEK_SET)；//fd是文件指针；specific_area

为整形，

1

操作系统课程设计报告

//为需要入pInode的位置

fwrite(pInode,sizeof(inode),1,fd)；//写入pInode信息

2、原理算法

本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐

号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道

文件与设备文件等特殊内容。

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。

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。

【设计思路】1、数据结构

#defineMAXNAME25/*mfdname,ufdname,filename的最大长度*/#define

MAXCHILD50/*最大的子文件个数*/

2/4

#defineMAX(MAXCHILD*MAXCHILD)/*物理地址