模拟UNIX文件系统：C++实现的磁盘管理与操作功能

本次课程设计的目标是构建一个UNIX文件系统模拟器，目的是通过实践加深对操作系统工作原理的理解，提升学生的编程和实际操作能力。该模拟器主要使用C++语言开发，辅以C语言的部分模块，运行在Windows操作系统和VC++6.0环境中。设计的核心内容涵盖了UNIX文件系统的多个关键功能： 1. 磁盘管理：模拟磁盘的分配和格式化过程，包括磁盘空间的划分以及数据存储结构的设计。这涉及到超级块（Super Block）的管理，超级块包含了关于磁盘信息，如空闲块列表和根目录的指针。 2. 用户管理：实现了用户注册、登录、注销功能，确保用户权限控制和身份验证，这是操作系统安全性的基础。 3. 目录与文件管理： - 目录结构：采用SFD（符号文件目录）和BFD（块文件目录）模型，目录表只包含文件名和指向i节点的指针，i节点用于存储文件或目录的详细信息。 - 文件管理：支持创建、删除文件，以及通过i节点管理文件的打开、关闭和读写操作，包括二级指针模块处理大文件的存储。 - 文件I节点：区分磁盘i节点和内存i节点，以优化性能和内存管理。 4. 模块设计：系统被划分为多个独立模块，如i节点模块、磁盘块管理模块、格式化模块、用户管理模块、目录管理模块等，每个模块都有明确的功能和交互关系，如图1所示的流程图展示了这些模块之间的协作。 5. 初始化与运行：系统启动时，首先加载超级块到内存，初始化目录和文件数据管理，然后根据根目录导航到其他目录树，提供用户友好的界面设计，使得用户能够直观地操作文件系统。 这个项目不仅锻炼了学生的编程技巧，也让他们深入理解了UNIX文件系统的核心机制，有助于他们在未来的职业生涯中更好地应对操作系统相关的挑战。