操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：多用戶、多級目錄結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)班 級：計算機1202班組長學(xué)號：20123843設(shè)計時間：2015年7月1摘要文件是具有文件名的一組關(guān)聯(lián)信息的集合，通常文件由若干個記錄組成文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)與管理文件有關(guān)的軟件和數(shù)據(jù)集合 從用戶的角度看，文件系統(tǒng)實現(xiàn) 按名存取"從系統(tǒng)的角度看，文件系統(tǒng)是對文件存儲器的存儲空間進行 組織、分配負(fù)責(zé)文件的存儲并對存入的文件實施保護、檢索的一組軟件集合為 使用戶能靈活方便地使用和控制文件，文件系統(tǒng)提供了一組進行文件操作的系統(tǒng) 調(diào)用：建立文件、刪除文件、打開文件、關(guān)閉文件、讀文件和寫文件本文通過分析上課所述的有關(guān)文件系統(tǒng)內(nèi)容，學(xué)習(xí)老師提供的實現(xiàn)設(shè)計，按 照任務(wù)書的說明，在組員的共同努力下，自主設(shè)計數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與相關(guān)算法，模擬了 一個簡易文件系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶、多級目錄，并用成組鏈接法實現(xiàn)空閑磁盤 塊分配與回收該文件系統(tǒng)提供用戶登錄、目錄管理、文件管理等功能，可滿足 用戶日常使用通過這次課程設(shè)計，我們加深了對操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的理解， 了解了文件系統(tǒng)中文件的物理存儲結(jié)構(gòu)關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)，文件系統(tǒng)摘要 3..1 概述 5..1.1 概要設(shè)計 5.1.2 基本原理 5.2課程設(shè)計任務(wù)及要求 5.1.1 設(shè)計任務(wù) 5.1.2 設(shè)計要求 6.3 .算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 6.3.1 算法的總體思想（流程） 63.2 系統(tǒng)初始化和安裝模塊 .6.3.2.1 功能 7.3.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 7.3.3 磁盤管理模塊 8.3.3.1 功能 8.3.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 8.3.3.3 算法 8.3.4 用戶模塊 9.3.4.1 功能 9.3.4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 9.3.5 目錄管理模塊 9.3.5.1 功能 9.3.5.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 9.3.6 文件管理模塊 1.03.6.1 功能 1.03.6.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .104 .程序設(shè)計與實現(xiàn) 1.24.1 程序流程圖 1.24.2 程序說明 1.84.3 實驗結(jié)果 1.95 .結(jié)論 236參考文獻 237.收獲、體會和建議 241概述1.1 概要設(shè)計本文基于操作系統(tǒng)文件管理，設(shè)計實現(xiàn)一個多用戶、多級目錄結(jié)構(gòu)的文件 系統(tǒng),主要實現(xiàn)了多用戶（user0,useU,user2?）、多級目錄、系統(tǒng)初始化（format）、 用戶登錄（login）、顯示命令幫助（help）、列出文件目錄（dir）、創(chuàng)建目錄（cdir）、 改變目錄（cd）、文件的創(chuàng)建（create、文件的讀（read）、文件的寫（edit）、 文件的刪除（del）、文件的重命名（rename、注銷登錄（logout）、退出（quit） 等相關(guān)功能。

1.2 基本原理本系統(tǒng)采用磁盤存儲方式，空閑磁盤塊采用成組鏈接法分配與回收系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:文件目錄項1節(jié)點于1*4 *4? ,*? ■停點支&集文樣長金丈母麻占月及in*■**■.■ , .? *.占用掙去方看電本■ ■ ■V■4 .* *,■■ ■壇于卷聚2課程設(shè)計任務(wù)及要求2.1 設(shè)計任務(wù)模擬UNIX （或LINUX ,或FAT）系統(tǒng)的文件管理功能包括多用戶:usr1,…，usr8 （1-8個用戶）多級目錄：可有多級子目錄具有l(wèi)ogin （用戶登錄）系統(tǒng)初始化（建文件卷、提供登錄模塊）文件的創(chuàng)建：create文件的打開：open文件的讀：read文件的寫：write模擬UNIX （或LINUX ,或FAT）系統(tǒng)的文件管理功能包括：文件關(guān)閉：close刪除文件：delete創(chuàng)建目錄：mkdir改變目錄：chdir列出文件目錄：dir退出：logout格式化：format以上是基本內(nèi)容，可以根據(jù)實際文件系統(tǒng)提供的命令和系統(tǒng)調(diào)用，自己增 加和實現(xiàn)附加的功能2.2 設(shè)計要求1、在深入理解操作系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，對于選定的題目，以小組為單位，先確定設(shè)計方案；2、設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)，設(shè)計每個模塊的處理流程。

要求設(shè)計 合理；3、編程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)，要求實現(xiàn)可視化的運行界面，界面應(yīng)清楚地反映出系 統(tǒng)的運行結(jié)果；4、確定測試方案，選擇測試用例，對系統(tǒng)進行測試；5、運行系統(tǒng)并要通過驗收，講解運行結(jié)果，說明系統(tǒng)的特色和創(chuàng)新之處， 并回答指導(dǎo)教師的提問；3.算法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.1 算法的總體思想（流程）文件系統(tǒng)由每塊1024字節(jié)的若干磁盤塊組成磁盤塊由文件目錄、磁盤 i 節(jié)點和超級塊管理采用成組鏈接法分配和回收 block塊3.2 系統(tǒng)初始化和安裝模塊3.2.1 功能該模塊實現(xiàn)的功能有系統(tǒng)初始化和載入系統(tǒng)初始化是指將已定義好的磁盤 結(jié)構(gòu)寫入磁盤，包括用戶信息、初始用戶目錄、超級塊信息以及磁盤i位圖和block 塊位圖初始狀態(tài)系統(tǒng)安裝是指將上次保存的文件系統(tǒng)重新讀取出來3.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)該模塊主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括磁盤塊結(jié)構(gòu)、i結(jié)點結(jié)構(gòu)、超級塊結(jié)構(gòu)和目錄項結(jié)構(gòu)/*磁盤塊結(jié)構(gòu)*/struct block//一個塊占 1KB{int n; //存放空閑盤快的個數(shù)int free[50]; //存放空閑盤快的地址int a; //盤快是否被占用標(biāo)志char content[1000];〃快上每個字節(jié)存放的符號}memory[20449];/*超級塊結(jié)構(gòu)*/struct block_super{int n; //空閑的盤快的個數(shù)int free[50]; //存放進入棧中的空閑塊}super_block;/*i結(jié)點結(jié)構(gòu)*/struct node //i 結(jié)點信息{int file_style; //i結(jié)點文件類型int file_length; //i結(jié)點文件長度int file_address[100]; 〃文件占用的物理塊號。

int limit;〃打開讀寫權(quán)限，0表示能打開讀寫，1表示能打開讀，2表示能打開寫, 3表示只能打開int file_UserId;} i_node[640];/*目錄項結(jié)構(gòu)*/struct dir //目錄項信息{char file_name[10]; 〃文件名int i_num; //文件的結(jié)點號char dir_name[10]; 〃目錄名或者說文件所在目錄}root[640];3.3 磁盤管理模塊3.3.1 功能該模塊包括i節(jié)點和block塊的分配本系統(tǒng)采用成組鏈接法對 block塊進行分配和回收3.3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)該模塊的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用到磁盤塊結(jié)構(gòu)和超級快結(jié)構(gòu)/*磁盤塊結(jié)構(gòu)*/struct block//一個塊占 1KB{int n; //存放空閑盤快的個數(shù)int free[50]; //存放空閑盤快的地址int a; //盤快是否被占用標(biāo)志char content[1000];〃快上每個字節(jié)存放的符號}memory[20449];/*超級塊結(jié)構(gòu)*/struct block_super{int n; //空閑的盤快的個數(shù)int free[50]; //存放進入棧中的空閑塊}super_block;3.3.3 算法該模塊采用成組鏈接法管理block塊。

將空閑塊分成若干組，每50個空閑塊為一組，每組的第一空閑塊登記了下一組空閑塊的物理盤塊號和空閑塊總數(shù) 如果一個組的第二個空閑塊號等于 0,則有特殊的含義，意味著該組是最后一組，即無下一個空閑塊將第一組放入超級快中分配空閑塊的時候，從前往后分配，先從第一組開始分配，第一組空閑的50 塊分完了，才進入第二組釋放空閑塊的時候正好相反，從后往前分配，先將釋放的空閑塊放到第一組， 第一組滿了，在第一組前再開辟一組，之前的第一組變成第二組3.4 用戶模塊3.4.1 功能該模塊包括用戶登錄和注銷用戶通過正確的用戶名和密碼，即可登錄系統(tǒng) 用戶可以創(chuàng)建文件或目錄，但是只能管理自己創(chuàng)建的文件或目錄3.4.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)中用戶信息包括用戶id、用戶名、密碼具體定義如下所示string UserName[8] = {"user0", "useU", "user2", "user3", "user4", "user5","user6", "user7"};string PassWord[8] ={"12345","12345","12345","12345","12345","12345","12345","12345"};UserName數(shù)組下標(biāo)即用戶ID。

3.5 目錄管理模塊3.5.1 功能該模塊包括列出目錄下文件、創(chuàng)建目錄、打開目錄、刪除目錄等功能用 戶可以創(chuàng)建不重名的目錄，如果發(fā)現(xiàn)重名目錄，則系統(tǒng)不允許創(chuàng)建列出文件目 錄命令將當(dāng)前所在目錄下的所有子目錄及文件打開目錄命令能切換當(dāng)前目錄 刪除目錄時首先會判斷所要刪除的目錄下是否有文件，如果有，則不允許刪除， 否則可將目錄刪除3.5.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/*目錄項結(jié)構(gòu)*/struct dir //目錄項信息{char file_name[10]; 〃文件名int i_num; //文件的結(jié)點號char dir_name[10]; 〃目錄名或者說文件所在目錄}root[640];/*i結(jié)點結(jié)構(gòu)*/struct node //i 結(jié)點信息{int file_style; //i結(jié)點文件類型int file_length; //i結(jié)點文件長度int file_address[100]; 〃文件占用的物理塊號int limit;〃打開讀寫權(quán)限，0表示能打開讀寫，1表示能打開讀，2表示能打開寫，3表示只能打開int file_UserId;} i_node[640];I節(jié)點中的文件類型為0時代表該文件是目錄文件，可以進行相關(guān)目錄操作。

3.6 文件管理模塊3.6.1 功能該模塊包括文件的創(chuàng)建、文件的打開與關(guān)閉、文件的讀、文件的寫、文件的 刪除等功能用戶可以創(chuàng)建不重名的文件，如果發(fā)現(xiàn)重名文件，則系統(tǒng)不允許創(chuàng) 建文件的讀命令將文件內(nèi)容顯示在屏幕上 文件的寫命令能添加文件內(nèi)容 文件的刪除命令將文件刪除3.6.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)該模塊主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括磁盤塊結(jié)構(gòu)、i結(jié)點結(jié)構(gòu)、超級塊結(jié)構(gòu)和目錄項 結(jié)構(gòu)/*磁盤塊結(jié)構(gòu)*/struct block//一個塊占 1KB{int n; //存放空閑盤快的個數(shù)int free[50]; //存放空閑盤快的地址int a; //盤快是否被占用標(biāo)志char content[1000];〃快上每個字節(jié)存放的符號}memory[20449];/*超級塊結(jié)構(gòu)*/ struct block_super{int n; //空閑的盤快的個數(shù)int free[50]; //存放進入棧中的空閑塊}super_block;/*i結(jié)點結(jié)構(gòu)*/struct node //i 結(jié)點信息{int file_style; //i結(jié)點文件類型int file_length; //i結(jié)點文件長度int file_address[100]; 〃文件。