操作系统文件管理系统模拟实验设计与实现

"该资源是一个关于操作系统文件管理系统模拟实验的文档，主要目标是设计一个简单的二级文件系统，包括用户登录、目录列举、文件操作等功能。实验要求实现多种命令，如login、dir、create、delete、open、close、read和write，并在列目录时显示文件名、物理地址、保护码和文件长度。实验提示中建议将主目录和子目录以文件形式存放在磁盘，文件编号存储以便管理。源代码中展示了部分基础结构，如磁盘空间、块大小、FAT表、根目录定义等，并定义了MSD和MOFN表示最大子目录数和最大文件深度。" 操作系统文件管理系统是操作系统的核心组件之一，它负责管理和组织计算机中的文件，提供高效、安全的文件存取服务。在这个模拟实验中，学生将通过实现一个简单的文件系统来学习其基本原理和功能。 1. 文件系统数据结构： - 主目录和子目录：这些是文件系统中用于组织文件和目录的数据结构。在实验中，它们被设计成以文件形式存在于磁盘上，方便查找和更新。 - 文件编号存储：每个文件被赋予一个唯一的编号（如file0, file1等），作为物理地址，便于在目录中登记和定位。 2. 命令实现： - `login`：用户登录，验证用户身份，可能涉及用户权限管理。 - `dir`：列出文件目录，展示文件名、物理地址（通过文件编号）、保护码（用于访问控制）和文件长度。 - `create`：创建新文件，需要分配磁盘空间并在目录中添加新条目。 - `delete`：删除文件，需要从目录中移除条目并回收磁盘空间。 - `open`、`close`：打开和关闭文件，管理文件的打开状态，确保多个进程对同一文件的并发访问安全。 - `read`、`write`：读取和写入文件内容，涉及到文件缓存和磁盘I/O操作。 3. 文件保护： - 源文件可以设置读写保护，这意味着文件的访问权限可以被限制，防止未经授权的修改或读取。 4. FAT表（File Allocation Table）： - FAT表是一个关键的数据结构，用于跟踪磁盘上的文件占用情况。每个文件项（fatitem）包含一个指针，指示文件的下一个磁盘块位置，以及一个标志位，表示磁盘块是否空闲。 5. 其他参数： - `DISK_SIZE`：磁盘块大小，决定了每个磁盘块能存储的数据量。 - `ROOT_DISK_NO` 和 `ROOT_DISK_SIZE`：根目录的起始磁盘块号和大小，根目录是整个文件系统层次结构的起点。 - `DIR_MAXSIZE`、`MSD` 和 `MOFN`：限制了路径的最大长度、最大子目录数和最大文件深度，这些都是为了限制系统规模并确保可管理性。 这个实验旨在让学生通过实际编码了解文件管理系统的内部运作，包括文件的存储、访问控制、目录结构管理等核心概念，为理解和设计更复杂的操作系统打下基础。通过这样的实践，学生能够更好地理解操作系统如何在底层处理文件系统相关的问题。