操作系统课程设计：文件系统模拟实现

本次操作系统课程设计的目标是让学生通过设计与实现多用户、多级目录结构的文件系统，或者模拟DOS的FAT文件系统，或者是模拟UNIX的文件系统，来提升对操作系统基本原理的理解和实践能力。此外，学生也可以选择与上述难度相当的自选题目，例如WDM驱动程序开发或存储管理系统的实现等。设计内容涵盖用户登录、系统初始化、文件创建、打开、读写、关闭、删除、目录创建、切换、列举、以及退出等功能。参考书籍包括《操作系统教程习题与解答》等。 操作系统课程设计是针对201x级计算机、物联网专业学生设置的，旨在锻炼学生在操作系统设计上的技巧，增强程序设计与调试能力，同时培养团队协作精神。设计任务的核心在于模拟实际操作系统中的文件管理系统，模拟的系统需支持多个用户（usr1到usr8）和多级目录结构。例如，设计一个基于UNIX或LINUX的文件管理系统，需要实现以下功能： 1. **用户登录** (login)：用户需能够登录系统，系统应验证用户身份并分配相应的权限。 2. **系统初始化** (system initialization)：初始化时需要建立文件卷，并提供登录模块供用户使用。 3. **文件创建** (create)：用户可以创建新文件。 4. **文件打开、读取、写入** (open, read, write)：用户可以打开已存在的文件进行读写操作。 5. **文件关闭** (close)：操作完成后，用户需关闭文件，释放系统资源。 6. **删除文件** (delete)：允许用户删除不再需要的文件。 7. **创建目录** (mkdir)：创建新的子目录。 8. **改变目录** (chdir)：用户可以在多级目录间自由切换。 9. **列出文件目录** (dir)：显示当前目录下的文件和子目录列表。 10. **退出系统** (logout)：用户完成所有操作后安全退出。 11. **格式化** (format)：对整个文件系统进行格式化，清除所有数据。 除了这些基本功能，鼓励学生根据实际文件系统的命令和系统调用，添加更多的功能。例如，实现文件权限管理、文件复制、移动、重命名等。在实现过程中，学生可以通过菜单列表或命令行方式交互，接受用户的输入并执行相应操作，这将考验学生的命令解析和处理能力。 参考书籍包括张尧学的《操作系统教程习题与解答》、汤小丹等的《计算机操作系统》、李彤等的《操作系统分析与设计》、张琨藏的《操作系统原理DOS篇》以及陈葆玉译的《UNIX操作系统设计》等，这些书籍将为学生提供深入理解操作系统设计的基础知识和实例。 通过这次课程设计，学生不仅会深入理解操作系统中的核心概念，如文件系统、内存管理、进程控制等，还将学习如何将理论知识应用于实际问题，这对于未来从事操作系统相关工作或研究具有重要意义。