操作系统文件管理系统模拟实验设计与实现

"操作系统文件管理系统模拟实验(1).doc" 这个实验主要目的是为了让学生深入理解文件系统的内部工作原理和实现方式。实验要求在Linux系统上构建一个简单的二级文件系统，包含基本的文件操作命令，如登录、列出文件目录、创建、删除、打开、关闭、读取和写入文件。此外，实验还强调了文件的读写保护以及目录结构的设定。 实验内容的核心是设计文件系统的数据结构，包括主目录、子目录和活动文件。主目录和子目录以文件的形式存储在磁盘上，方便查找和修改。文件则可以编号存储，如file0、file1等，编号作为物理地址，并在目录中进行登记。 源代码中定义了一些关键常量，例如磁盘总空间为1MB（MEM_D_SIZE），磁盘块大小为1KB（DISKSIZE），磁盘块数目为1K（DISK_NUM），文件分配表（FAT）的大小（FATSIZED），根目录起始盘块号（ROOT_DISK_NO），根目录大小（ROOT_DISK_SIZE），路径最大长度（DIR_MAXSIZE），最大子目录数（MSD），最大文件深度（MOFN）以及最大写入文字长度（MAX_WRITE）。 文件系统中的数据结构包括了两个关键部分：`struct fatitem`和`struct direct`。`struct fatitem`代表文件分配表项，用于跟踪文件在磁盘上的分布，包含一个整型的item字段（表示文件下一个磁盘块的指针）和一个字符型的em_disk字段（表示磁盘块的空闲状态）。`struct direct`则包含了文件控制块（FCB）的信息，如文件或目录名、属性（目录或普通文件）、文件大小等。 在实现文件系统时，需要考虑以下几个关键点： 1. **文件分配表**：FAT是用来管理磁盘空间的关键数据结构，它记录了文件占用的磁盘块序列。在实验中，FAT表的大小等于磁盘块数目乘以每个FAT项的大小。 2. **目录结构**：主目录和子目录都是以文件的形式存在于磁盘上，这需要设计一种方式来表示目录结构，比如通过指针连接各个目录项。 3. **文件操作**：实验要求实现的命令涉及到文件的创建、删除、打开、关闭、读取和写入。这些操作都需要与文件控制块和FAT表进行交互，确保文件的正确读写和空间管理。 4. **权限管理**：源文件应支持读写保护，这意味着需要一个机制来检查用户对文件的操作权限。 5. **路径解析**：由于实验涉及到多级目录，所以需要实现路径解析功能，能够根据输入的路径找到对应的文件或目录。 6. **内存管理**：在处理文件读写时，需要考虑内存和磁盘之间的数据交换，确保数据的安全性和效率。 7. **错误处理**：实验应当包含适当的错误处理机制，如文件不存在、磁盘空间不足、权限错误等情况。 通过这个模拟实验，学生不仅可以学习到文件系统的理论知识，还能通过实践掌握如何设计和实现一个基本的文件管理系统，这对于理解操作系统的工作原理是非常有价值的。