模拟实现一个简单的、类Unix文件系统。 1.假设这个文件系统工作在一个128KB的磁盘上，只有一个根目录，没有子目录。 2.文件系统最多支持16个文件。一个文件最多有8个块，块的大小是1KB。 3.每个文件有一个独一无二的文件名，文件名长度不超过8个字符。 4.128KB的磁盘的布局如下： (1)第1个1KB是超级块，存储空闲块链表和每个文件的i节点。超级块的结构如下： 前128字节保存空闲块链表，如果第i个字节为0，表明这个块是空闲的。初始化时，除超级块外，所有的块都是空闲的。接着是16个i节点。每个i节点保存以下信息： char name[8]; //文件名 int size; // 文件大小（用文件块数表示） int blockPointers[8]; // 数据块指针 int used; // 0 => i节点空闲; 1 => i节点被使用。初始化时为0。 每个i节点大小为48字节，16个i节点总共为768字节。所以超级块实际上是896字节，但是我们仍然给它分配1KB。 (2)剩下的127KB存储文件的数据块。 5.文件系统要实现以下操作： (1)文件创建create(char name[8], int size) char name[8]: 文件名，int size:文件块数 假设文件创建以后大小不再改变。 (2)文件删除delete(char name[8]) (3)读文件read(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) int blockNum:文件块号 (4)写文件write(char name[8], int blockNum, char buf[1024])

好的，我会给出一个简单的C语言实现，实现一个类Unix文件系统，满足上述要求。

首先，我们定义超级块结构体和i节点结构体：

#define BLOCK_SIZE 1024 // 块大小
#define MAX_FILES 16 // 最大文件数

// 超级块结构体
typedef struct {
    char free_blocks[128]; // 空闲块链表
    struct inode inodes[MAX_FILES]; // i节点数组
} super_block;

// i节点结构体
typedef struct {
    char name[8]; // 文件名
    int size; // 文件大小（块数）
    int blockPointers[8]; // 数据块指针
    int used; // 是否被使用
} inode;

然后，我们定义文件数据块结构体：

// 文件数据块结构体
typedef struct {
    char data[BLOCK_SIZE]; // 文件数据
} data_block;

接下来，我们实现文件创建、文件删除、读文件、写文件这四个操作：

// 创建文件
void create(char name[8], int size) {
    // 检查文件系统是否已满
    if (num_files >= MAX_FILES) {
        printf("File system is full!\n");
        return;
    }

    // 检查文件名是否已存在
    for (int i = 0; i < num_files; i++) {
        if (strcmp(name, files[i].name) == 0) {
            printf("File name already exists!\n");
            return;
        }
    }

    // 分配i节点和数据块
    int inode_idx = -1;
    int block_idx = -1;
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        if (sb.inodes[i].used == 0) {
            inode_idx = i;
            sb.inodes[i].used = 1;
            break;
        }
    }
    for (int i = 0; i < 128; i++) {
        if (sb.free_blocks[i] == 0) {
            block_idx = i;
            sb.free_blocks[i] = 1;
            break;
        }
    }
    if (inode_idx == -1 || block_idx == -1) {
        printf("Failed to allocate inode or data block!\n");
        return;
    }

    // 初始化i节点
    strcpy(sb.inodes[inode_idx].name, name);
    sb.inodes[inode_idx].size = size;
    sb.inodes[inode_idx].blockPointers[0] = block_idx;
    sb.inodes[inode_idx].used = 1;

    // 初始化数据块
    data_block block;
    memset(block.data, 0, BLOCK_SIZE);
    write_block(block_idx, &block);

    // 添加到文件列表中
    strcpy(files[num_files].name, name);
    files[num_files].inode_idx = inode_idx;
    num_files++;
    printf("File created successfully!\n");
}

// 删除文件
void delete(char name[8]) {
    // 查找文件
    int idx = -1;
    for (int i = 0; i < num_files; i++) {
        if (strcmp(name, files[i].name) == 0) {
            idx = i;
            break;
        }
    }
    if (idx == -1) {
        printf("File not found!\n");
        return;
    }

    // 释放i节点和数据块
    int inode_idx = files[idx].inode_idx;
    for (int i = 0; i < sb.inodes[inode_idx].size; i++) {
        int block_idx = sb.inodes[inode_idx].blockPointers[i];
        sb.free_blocks[block_idx] = 0;
    }
    sb.inodes[inode_idx].used = 0;

    // 从文件列表中移除
    for (int i = idx; i < num_files - 1; i++) {
        files[i] = files[i + 1];
    }
    num_files--;
    printf("File deleted successfully!\n");
}

// 读文件
void read(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) {
    // 查找文件
    int idx = -1;
    for (int i = 0; i < num_files; i++) {
        if (strcmp(name, files[i].name) == 0) {
            idx = i;
            break;
        }
    }
    if (idx == -1) {
        printf("File not found!\n");
        return;
    }

    // 读取数据块
    int inode_idx = files[idx].inode_idx;
    int block_idx = sb.inodes[inode_idx].blockPointers[blockNum];
    data_block block;
    read_block(block_idx, &block);
    memcpy(buf, block.data, BLOCK_SIZE);
    printf("Read successfully: %s\n", buf);
}

// 写文件
void write(char name[8], int blockNum, char buf[1024]) {
    // 查找文件
    int idx = -1;
    for (int i = 0; i < num_files; i++) {
        if (strcmp(name, files[i].name) == 0) {
            idx = i;
            break;
        }
    }
    if (idx == -1) {
        printf("File not found!\n");
        return;
    }

    // 写入数据块
    int inode_idx = files[idx].inode_idx;
    int block_idx = sb.inodes[inode_idx].blockPointers[blockNum];
    data_block block;
    memcpy(block.data, buf, BLOCK_SIZE);
    write_block(block_idx, &block);
    printf("Write successfully: %s\n", buf);
}

最后，我们需要实现块读写操作：

// 读取数据块
void read_block(int block_idx, data_block* block) {
    fseek(fp, BLOCK_SIZE + block_idx * BLOCK_SIZE, SEEK_SET);
    fread(block, sizeof(data_block), 1, fp);
}

// 写入数据块
void write_block(int block_idx, data_block* block) {
    fseek(fp, BLOCK_SIZE + block_idx * BLOCK_SIZE, SEEK_SET);
    fwrite(block, sizeof(data_block), 1, fp);
}

完整代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BLOCK_SIZE 1024 // 块大小
#define MAX_FILES 16 // 最大文件数

// 超级块结构体
typedef struct {
    char free_blocks[128]; // 空闲块链表
    struct inode inodes[MAX_FILES]; // i节点数组
} super_block;

// i节点结构体
typedef struct {
    char name[8]; // 文件名
    int size; // 文件大小（块数）
    int blockPointers[8]; // 数据块指针
    int used; // 是否被使用
} inode;

// 文件结构体
typedef struct {
    char name[8]; // 文件名
    int inode_idx; // i节点索引
} file_entry;

// 文件列表和文件数
file_entry files[MAX_FILES];
int num_files = 0;

// 文件指针和超级块
FILE* fp;
super_block sb;

// 读取数据块
void read_block(int block_idx, data_block* block) {
    fseek(fp, BLOCK_SIZE + block_idx * BLOCK_SIZE, SEEK_SET);
    fread(block, sizeof(data_block), 1, fp);
}

// 写入数据块
void write_block(int block_idx, data_block* block) {
    fseek(fp, BLOCK_SIZE + block_idx * BLOCK_SIZE, SEEK_SET);
    fwrite(block, sizeof(data_block), 1, fp);
}

// 创建文件
void create(char name[8], int size) {
    // 检查文件系统是否已满
    if (num_files >= MAX_FILES) {
        printf("File system is full!\n");
        return;
    }

    // 检查文件名是否已存在
    for (int i = 0; i < num_files; i++) {
        if (strcmp(name, files[i].name) == 0) {
            printf("File name already exists!\n");
            return;
        }
    }

    // 分配i节点和数据块