NachOS文件系统升级：模拟磁盘异步读写

本资源主要介绍了NachOS操作系统中的文件系统升级，特别是关于磁盘异步读写操作的实现方式。文件系统升级的目标是模拟异步磁盘，使得CPU在等待磁盘读写操作时可以执行其他任务，从而提高系统效率。 1. **磁盘异步读写**：在NachOS中，磁盘操作被设计为异步的，这意味着CPU在发起读写请求后无需等待其完成，而是可以继续执行其他任务。磁盘在完成读写后会通过中断或回调机制通知CPU。这种方式提高了系统的并发性，减少了CPU的空闲时间。 2. **同步与异步的区别**：同步操作在调用后必须等待结果返回，而异步则允许调用者在结果返回前继续执行其他操作。在文件系统升级中，异步磁盘读写提升了系统的整体性能。 3. **NachOS模拟异步磁盘**：NachOS通过Disk类实现了异步磁盘的功能，该类自身作为一个回调对象，当读写操作完成后，通过中断回调机制模拟磁盘向CPU发送完成消息。读写操作接受一个回调对象以便在完成时进行通知。 4. **同步磁盘SynchDisk**：为了同步异步磁盘的读写操作，NachOS使用了SynchDisk类，该类基于信号量实现。当磁盘读写完成后，信号量执行V操作，而在发出读写请求后，信号量会在P操作上等待，确保了操作的顺序。 5. **磁盘扇区**：磁盘读写的基本单位是扇区，NachOS中每个扇区的大小为128字节，每道有32个扇区，共有32道，总共能存储1024个扇区的数据。 6. **NachOS文件格式**：文件头由FileHeader类定义，其大小等于一个扇区，包含文件内容所在的扇区数组dataSectors。文件的最大尺寸受限于扇区大小和数量，约为3840字节。 7. **文件数据布局**：文件内容分散在多个dataSectors中，文件头记录了这些扇区的位置。例如，dataSectors[0]、dataSectors[1]等表示文件数据的起始扇区。 文件系统升级在NachOS中涉及到了磁盘异步读写模型的构建、同步机制的实现以及文件格式和存储结构的设计。这些改进旨在优化系统性能，提升文件操作的效率。