构建简易文件系统：理解数据区与保留区

"操作系统实验4_文件系统" 在这个实验中，你将被要求设计和实现一个简单的文件系统，它建立在假设的I/O系统之上，目的是让你深入理解文件系统的工作原理，同时避免复杂的硬件交互细节。用户通过基本的文件操作命令如create、open和read与文件系统进行交互。在你的实现中，文件系统会将磁盘视为一个由连续编号的逻辑块组成的序列，这些逻辑块的编号从0到L-1，其中L表示磁盘总存储块的数量。 I/O系统模拟了实际磁盘的物理结构，但将其简化为单维的逻辑块序列，以便于文件系统的使用。你可以使用一个二维字符数组ldisk[L][B]来模拟磁盘，B代表每个存储块的长度。I/O系统负责处理磁盘和内存之间的数据传输，根据文件系统给出的逻辑块号读写数据。 在文件系统的组织结构上，磁盘被划分为数据区和保留区。保留区进一步分为位图区和文件描述符区。数据区的头部存储着文件的目录项，目录项包含了文件的名称和文件描述符的序号。文件描述符位于保留区，分为两类：0号描述符表示目录，其他描述符表示文件的长度和分配的块信息。 目录项则存储在数据区的开头，其中0号位用于保存文件描述符的序号，后面的位用于存储文件名。位图区用于追踪数据区的块分配情况，如果某个数据块已被分配，相应的位图位就会被设置。 文件系统与I/O系统间的交互通过两个主要的接口函数实现：read_block()用于读取逻辑块内容，write_block()用于写入逻辑块内容。所有的文件操作，包括创建、删除、打开、关闭以及文件指针定位，都需要借助这两个函数来实现，并且所有的磁盘操作都是以块为单位进行的。 在实现这个文件系统的过程中，你需要考虑如何有效地管理逻辑块，如何创建、查找和更新目录项，如何使用位图跟踪数据块的使用状态，以及如何处理文件的读写操作。通过这个实验，你将对文件系统的内部机制有更深刻的理解，并能掌握如何在程序中实现基本的文件操作功能。