操作系统课程
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
报告
题 目： 文件系统的模拟设计
姓名：崔峰海
学号：200925501132
指导老师：翟一鸣
学校：烟台大学
时间：20120901
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
SHAPE \* MERGEFORMAT
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：
SHAPE \* MERGEFORMAT
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：
SHAPE \* MERGEFORMAT
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：
SHAPE \* MERGEFORMAT
（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
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
printf("\n");
iput(temp_inode); }
}}
mkdir(dirname) /*mkdir*/
char *dirname;
{ int dirid,dirpos;
struct inode *inode;
struct direct buf[BLOCKSIZ/(DIRSIZ+2)];
unsigned int block;
memset(buf,0,(BLOCKSIZ/(DIRSIZ+2))*sizeof(struct direct));
dirid=namei(dirname);
if(dirid!=NULL)
{ inode=iget(dirid);
if (inode->di_mode&DIDIR)
printf("\n directory already existed!!\n");
else
printf("\n%s is a file name,&can't creat a dir the same name",dirname);
iput(inode);
return;}
dirpos=iname(dirname);
inode=ialloc( );
// inode->i_ino=dirid;
dir.direct[dirpos].d_ino=inode->i_ino;
dir.size++;
/* fill the new dir buf*/
strcpy(buf[0].d_name,".");
buf[0].d_ino=inode->i_ino;
strcpy(buf[1].d_name,"..");
buf[1].d_ino=cur_path_inode->i_ino;
block=balloc( );
fseek(fd,DATASTART+block*BLOCKSIZ,SEEK_SET);
fwrite(buf,1,BLOCKSIZ,fd);
inode->di_size=2*sizeof(struct direct);
inode->di_number=1;
inode->di_mode=user[user_id].u_default_mode;
inode->di_uid=user[user_id].u_uid|DIDIR;
inode->di_gid=user[user_id].u_gid;
inode->di_addr[0]=block;
iput(inode);
return;}
chdir(dirname) /*chdir*/
char *dirname;
{ unsigned int dirid;
struct inode *inode;
unsigned short block;
int i,j,low=0,high=0;
dirid=namei(dirname);
if(dirid==NULL)
{ printf("\n %s does not existed\n",dirname);
return ;}
inode=iget(dir.direct[dirid].d_ino);
if(!access(user_id,inode,user[user_id].u_default_mode))
{ printf("\nThe directory %s ,Permission deny",dirname);
iput(inode);
return ;}
/*pack the current directory
for(i=0;idi_size/BLOCKSIZ+1;i++)
// bfree(cur_path_inode->di_addr[i]);
for(i=0;i0)
{ block=balloc( );
cur_path_inode->di_addr[i]=block;
fseek(fd,DATASTART+block*BLOCKSIZ,SEEK_SET);
fwrite(&dir.direct[i],1,BLOCKSIZ,fd);}
else
{fseek(fd,DATASTART+cur_path_inode->di_addr[0]*BLOCKSIZ,SEEK_SET);
fwrite(&dir.direct[0],1,BLOCKSIZ,fd);}}
cur_path_inode->di_size=dir.size*(sizeof(struct direct));
iput(cur_path_inode);
cur_path_inode=inode;
/* read the change dir from disk */
j=0;
for(i=0;idi_size/BLOCKSIZ+1;i++)
{ fseek(fd,DATASTART+ inode->di_addr[i]*BLOCKSIZ,SEEK_SET);
fread(&dir.direct[j],1,BLOCKSIZ,fd);
j+=BLOCKSIZ/(DIRSIZ+2); }
return;}
13、文件创建函数 creat( ) ( 文件名creat.c)
#include "stdio.h"
#include "filesys.h"
creat(user_id,filename,mode)
unsigned int user_id;
char *filename;
unsigned short mode;
{unsigned int di_ith,di_ino;
struct inode *inode;
int i,j,k,user_p;
for(user_p=0;user_pdi_size/BLOCKSIZ+1;i++)
bfree(inode->di_addr[i]);
/*to do: add code here to update the pointer of the sys_file*/
for(i=0;idi_uid;
user[k].u_gid=inode->di_gid;
for(j=0;ji_ino;
inode->di_mode=user[k].u_default_mode|DIFILE;
inode->di_uid=user[k].u_uid;
inode->di_gid=user[k].u_gid;
inode->di_addr[0]=balloc();
inode->di_size=0;
inode->di_number=1;
for (i=0;idi_size;
else
sys_ofile[i].f_off=0;
/*alloc the user open file item*/
for(j=0;jdi_size/BLOCKSIZ+1;i++)
bfree(inode->di_addr[i]);
inode->di_size=0; }
return j;}
15、关闭文件函数close( ) ( 文件名close.c)
#include "stdio.h"
#include "filesys.h"
close(user_id,cfd) /*close*/
unsigned int user_id;
unsigned short cfd;
{ struct inode *inode;
int j,k;
for(j=0;j
本文档为【操作系统课程设计-基于java二级文件系统】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享，如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服，我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
浙公网安备 33021202002483