Linux模拟文件系统设计与实现:基于中北大学软件工程课程

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0 下载量 22 浏览量 更新于2024-07-01 收藏 145KB DOC 举报
本篇文档是中北大学软件学院软件工程专业学生的操作系统课程设计说明书,设计题目为“基于Linux的模拟文件系统的设计与实现”。这份文档阐述了Linux作为一个开源操作系统的重要性和特性。 Linux被描述为一个免费、自由传播的类Unix系统,特别适合Intel x86架构的计算机,由全球开发者共同贡献。其核心价值在于提供一个不受商业软件限制的、全球可用的Unix兼容产品。Linux不仅提供基础的系统功能,还拥有丰富的应用程序生态系统,用户可以自由下载和定制,这区别于Windows NT、Windows 98等封闭式操作系统。 Linux以稳定、可靠和安全著称,通过权限控制、审计跟踪、核心授权等技术确保系统的安全性。它支持各种网络服务,如WWW、FTP、DNS、DHCP、电子邮件等,并且可以作为路由器和防火墙工具使用,通过IPTables进行灵活的网络管理。 作为操作系统,Linux在GNU公共许可协议下开放源代码,符合POSIX标准,包含了基本的Linux系统、文本编辑器、编译器等工具,以及X-Windows图形用户界面,使得用户可以通过窗口、图标和菜单进行操作,与Windows NT类似。 设计内容分为四个部分:需求分析详细阐述了预期的功能和项目的意义;总体设计部分介绍了系统的功能模块和它们之间的关系;详细设计部分深入讨论了用户结构、数据结构和关键功能的代码实现;最后是测试与运行结果,定义了测试的准则并可能展示了初步的测试结果。 这个课程设计旨在让学生理解Linux文件系统的工作原理,提升他们的编程和系统设计能力,同时也体现了Linux在实际开发中的实用性和灵活性。通过这个项目,学生将能够掌握如何设计和实现一个模拟的Linux文件系统,从而加深对操作系统底层机制的理解。
2023-05-31 上传
操作系统课程设计(文件系统管理) 评定等级 操作系统课程设计 文件系统管理 学 院 计算机学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 姓 名 学 号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能,了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看,加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程,从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第1页。编程模拟一个简单的文件系统,实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create,open,read,write,close,delete等文件命令,对文件进行操作。 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第1页。 以下报告主要包括: 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计 4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解,但是经过本学期的三次实验的练习,可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关,可以不考虑。(零花费,零收益) 3.法律可行性 自己编写的程序,仅为练习,不作其他用途,与外界没什么联系,可行。 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第2页。四、需求分析 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第2页。 编写程序实现文件系统,主要有以下几点要求: 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享"别名" 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点,可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD(User File Directory)。这些文件目录可以具有相似的结构,它由用户所有文件的文件控制块组成。此外,在系统中再建立一个主文件目录MFD (Master File Directory);在主文件目录中,每个用户目录文件都占有一个目录项,其目录项中包括用户名和指向该用户目录的指针。 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第3页。本设计主要实现下面几个数据结构: 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第3页。 M D F 用户名 文件目录指针 用户名 文件目录指针 U F D 文件名 保护码 文件长度 文件名 · · · A F D 打开文件名 打开保护码 读写指针 总体的流程图如下: 六、详细设计 主要数据结构: 1.MFD(Master File Directory),主要用以存放用户,可以增加存放密码的字符数组,本设计没有保密安全方面的忧虑,为了使用时操作更简单省去密码。所以,MFD结构仅包括用户名和指向子目录的一个指针,以及指向下一用户的连接点,为线性结构。 struct MFD { char name[20]; //用户名 UFD *bst_pointer; //文件目录指针 MFD *link; }; 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第4页。2. UFD(User File Directory),用于存放文件的数据结构。由于本设计为了加快检索速度,使用了二叉排序树的结构,所以UFD结构中相应加入了用于树结构的parent,leftchild,和rightchild记录链接情况。 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第4页。 当本文件为普通文件时,为下级记录申请AFD(file),folder为空。同样,当本文件为文件夹时,为它申请相应的空间,AFD为空。以此来达到无穷级别目录的存储。 struct UFD { UFD *parent; UFD *leftchild; UFD *rightchild; UFD *folder; //作为文件夹时指向下一层,文件时为空 UFD *pre_folder; //指向上一层目录(文件夹时用到) AFD *file; //作文文件时文件的具体内容 char name[30]; //文件(夹)名字 int length; //作为文件时文件的长度,默认为0 char rw; //读写标志r or w char share; //共享标志y or n char file_folder; //指示此文件是文件或文件夹,f为文件,o为文件夹 }; 操作系统课程设计(文件系统管理)全文共59页,当前为第5页。3.AFD,存放文件的内容的结构,比较简单,文件内容用一个字符数组存储,为顺序结构,最多可存放99个字符 操作系统课程设计(文件系统管理)