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1、操作系统课程设计模拟UNIX文件系统的设计及实现院系：计算机学院二系班级：计07-2班姓名：2009年6月10日操作系统课程设计任务书一、题目：银行家算法二、设计要求(1)吴勇克(组长)、刘胜光组成设计小组。(2)小组成员分工协作完成。要求每个成员有自己相对独立的模块，同时要了解其他组员完成的内容。(3)查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。(4)采用结构化、模块化程序设计方法设计，功能要完善，界面美观。(5)所设计的系统应有菜单、动画和音乐。(6)按要求写出课程设计报告，并于设计结束后1周内提交。其主要内容包括：封皮、课程设计任务书，指导教师评语与成绩、目录、概述、软件总体设计、详细设
2、计、软件的调试、总结、谢启、附录：带中文注释的程序清单、参考文献。报告一律用A4纸打印，中文字体为宋体，西文字体用TimeNewRoma一律用小四号字，行距采用“固定值”18磅，首行缩进2字符。总体设计应配合软件总体模块结构图来说明软件应具有的功能。详细设计应用传统或N-S流程图和屏幕抓图说明，调试的叙述应配合出错场景的抓图来说明出现了哪些错误，如何解决的。三、课程设计工作量由于是设计小组团结协作完成设计任务，一般每人的程序量在200行有效程序行左右，不得抄袭。四、课程设计工作计划2009年6月15日，指导教师讲课，学生根据题目准备资料；2009年6月16日，设计小组进行总体方案设计和任务分工
3、；2009年16月16日2009年6月23日，每人完成自己承担的程序模块并通过独立编译；2009年6月23日2009年6月29日，将各模块集成为一个完整的系统，并录入足够的数据进行调试运行；2009年6月30日，验收、撰写报告；2009年7月2日，验收或总结。# /33指导教师签章教研室主任签章目录1 .概述12 .总体设计293 .详细设计34 .代码调试5 .总结116.附录127.参考文献.30二概述【课设原理】UNIX采用树型目录结构，每个目录表称为一个目录文件。一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相
4、应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下：0#2#K#K+1#K+2#K+3#n引导区管理区T节点区文件存储区本次课程设计是要实现一个简单的模拟UNIX文件系统。我们在磁盘中申请一个二进制文件模拟UNIX内存，依次初始化建立位示图区I节点区，数据块区。并给已打开的文件
5、建立文件打开表。【课设内容】1 ,设计任务多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令用户登login录logout退出当前用户dircreat列文件目录创建文件delet删除文件及目录树openclosereadformatwritemkdir cd打开文件关闭文件读文件写文件创建目录quit改变文件目录格式化文件系统退出文件系统2 .文件系统应具有的基本功能!/ 7 )/ )/ / )/ )/ )/ )/ 12 3456789 /| /( /( /( /( /( /( /( /(多用户：usr1,usr2,usr3,usr8。8个用户)多级目录：可有多级子目录；具有log
6、in(用户登录)系统初始化(建文件卷、提供登录模块)文件的创建：create文件的打开：open文件的读：read文件的写：write文件关闭：close(10)删除文件或目录：delet(11)创建目录(建立子目录)：mkdir(12)改变当前目录：cd(13)列出文件目录：dir(14)退出：logout,总体设计【算法思想】先建立512个块，每个块对应512个字节，在建立一个有512个元素的字符数组，每个元素对应相应的块号，不管是文件或是目录都有节点，建立自己设定数目元素的I节点表，并依次把位图区，I节点表，数据块区每个元素映射到一个二进制文件上。在每一次的操作中如果相应元素有变动，则对
7、应在文件中更新输出相应数据，以便下一次启动程序的时候可以快速导入上一次的数据。bitmap(0p I I51卅temp fO24B位Eli节点数据区512B32T【系统总体框架图】$12埃#/33【系统总体流程图】开始执行format()将磁盘上的文件读入内存用户登录模块，输入用户名和密码，可以. 在程序中设定，不用保存在文件系统中N执行init() 进行初始化操作，进入用户子目录执行command。，对用户输入的命令进行解析和执行。若数据被修改或新建立，则保存主存i节点和数据块的内容到内存的文件系统，并写回磁盘，保存修改。若输入错误命令则显示出错信息三详细设计【各模块功能说明】1. form
8、at模块功能：格式化文件系统，即初始化文件系统，相当于硬盘的格式化。将其中原有的用户及用户下的文件系统全部还原初始状态，即没有任何用户和目录、文件，也就是按设计的文件系统格式重建新的文件系统。2. get_blknum和release_blk模块功能：get_blknum找到一个空闲数据块，并修改对应位图号元素为1。release_blk修改对应的位图元素，并把文件系统中对应的数据块清零。3. inM）模块功能：读人文件系统4. quit。模块功能：退出系统5. .creat（模块功能：创建文件，分配一空目录项，分配磁盘块。可用位示图。填写该空目录项。如文件长度（。），文件名，类型等。6. o
9、pen（模块功能：打开文件，并判断文件类型和打开方式。如果文件没有在文件打开表中就在文件打开表中建立该文件项。7. close（模块功能：关闭文件，删除该文件的用户打开文件表目。8. write。模块功能：写文件，需要先打开文件。并判断文件权限。写完后修改文件系统中的对应数据区。9. read（模块功能：读文件。需先打开文件。读入相应数据块的内容到缓冲区，然后输出。10. delet（）模块功能：如果参数是文件则删除文件，如果是目录则删除该目录下的所有文件和目录。11. mkdir（）功能：建立新的目录，先在I节点表中找到一个未使用的，并初始化该I节点，并在文件系统中对应更新输出。12. cd
10、（）功能：将当前目录切换到当前目录的一个子目录下或当前目录的父目录。# /33程序流程图各功能模块流程图用户登陆login()开始读入位示图信息到内存1：读入i节点信息到内存1当前目录为根目录初始化打开文件表结束改变当前目录cd()显示目录dir()创建目录mkdir()#/33打开文件open().开始;提示输入打开模式将打开文件信息写入打开文件信息表读文件read()关闭文件close()写文件write()开始,删除文件delet()四.代码调试1.初始化和登陆文件系统第一次运行程序CAEJev-CpexeLogin:adninCanfCopenFileusep-txt.Thisfll&
11、svstemnotexist,ituillheUillbetoFormatiHes/stenk_HARMING：ALLMTAOHTHISFILESVSTEHUILLRELOST*ProceedwithFovmatV?VPilesystemcreatedsuccessFulAPleaseFirstlogin*Login：adninpass：Mcrd-*DoADiifuant;creatanev?usEr?AZn：j;2建立新目录，显示当前目录下的文件和目录，并转到新目录下#/33# /33EBC:Dev-CpplIeapLadmln$nkdirAAdminl$dir3(Jflle0Jbj/tes
12、11048576FreeSpaceftdminl$ciaadmin/a$_3 .建立新的文件，打开，写，读EJC:DevppAJILexeadmin/aJ$cdbadmin/aAbHcreateabtxtadmln/a/bHopenah.txtPleaseinputopennade：1：read,2:writeA3:read,and3OpenFiljeab.txtbyPeadandwrite.AidininAayblAwriteab.txtThelengthofah.txt;0TnputthedAitaCTRLAZtoend?:sdkfjhsdksd”诞edfsdrzLadmin/aZblAiAadah.txtTileLengthofab_txt；22.sdkfjhsdlf?(Aewfsdfsdadmin/aAhl$4 .clear清屏后，dir查看当前目录下文件信息ph工程admln/a/Jb1filets)822hiitesdi?vs)1048554biftesFi*eepaceadminZa/fcJ$5,返回根目录下，并删除根目录下所有子目录和文件CADcv-Cpp-.Ifll.extadminZa/b1Scdradmin/-A$cd.Adm
