操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--虛擬文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1、<p>　　計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目 虛擬文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 專業(yè)</p><p>　　10 級(jí) 計(jì)算科學(xué)與技術(shù)本科 班</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

2、1</p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的目的1</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　第二章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)2</p><p><b>　　2.1 預(yù)定義2</b></p><p><b>　　2.2 結(jié)構(gòu)體2</b></p>

3、;<p>　　2.3 全局變量和函數(shù)4</p><p>　　2.4結(jié)構(gòu)體說(shuō)明5</p><p>　　第三章 功能模塊（或算法）描述5</p><p>　　3.1 format 格式化5</p><p>　　3.2 install 安裝6</p><p>　　3.3 login 登陸6<

4、;/p><p>　　3.4 ialloc 申請(qǐng)inode空間6</p><p>　　3.5 balloc 申請(qǐng)block空間6</p><p>　　3.6 create 創(chuàng)建文本文件7</p><p>　　3.7 cdir 創(chuàng)建文件夾7</p><p>　　3.8 edit –讀取和追加文本文件7</p&g

5、t;<p>　　3.9 access（文件名） 權(quán)限判斷7</p><p>　　3.10 cd –進(jìn)入子目錄 或上級(jí)目錄8</p><p>　　3.11 attr（文件名）查看文件或者文件夾的屬性8</p><p>　　3.12 del 刪除文件或目錄8</p><p>　　第四章 程序運(yùn)行結(jié)果8</p>

6、<p>　　4.1格式化 和登錄界面8</p><p>　　4.2 ls命令---顯示當(dāng)前目錄下的文件和目錄9</p><p>　　4.3 logout命令---注銷用戶9</p><p>　　第五章 心得體會(huì)9</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><

7、;p><b>　　附：源代碼11</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介</p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　課程設(shè)計(jì)目的使學(xué)生熟悉文件管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；加深對(duì)所學(xué)各種文件操作的了解及其操作方法的特點(diǎn)。通過(guò)模擬文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，深入理解操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的理論知識(shí), 加深對(duì)教材中的重要算法的理解。

8、同時(shí)通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)這些算法,更好地掌握操作系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)方法,提高綜合運(yùn)用各專業(yè)課知識(shí)的能力。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的多用戶文件系統(tǒng)。即:</p><p>　?、僭谙到y(tǒng)中用一個(gè)文件來(lái)模擬一個(gè)磁盤(pán)；</p><p>　?、诖讼到y(tǒng)至少有：login、create、del、ls、cd

9、、md、rd、write、rename、attr、relogin、close等和部分文件屬性的功能。</p><p>　?、蹖?shí)現(xiàn)這個(gè)文件系統(tǒng)。</p><p>　?、苣軐?shí)際演示這個(gè)文件系統(tǒng)?；旧鲜沁M(jìn)入一個(gè)界面（此界面就是該文件系統(tǒng)的界面）后，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的操作要求。</p><p>　　1）設(shè)計(jì)一個(gè)10個(gè)用戶的文件系統(tǒng)，每次用戶可保存10個(gè)文件，一次運(yùn)行用戶可以打

10、開(kāi)5個(gè)文件。</p><p>　　2）程序采用二級(jí)文件目錄（即設(shè)置主目錄MFD）和用戶文件目錄（UFD）。另外，為打開(kāi)文件設(shè)置了運(yùn)行文件目錄（AFD）。</p><p>　　3）為了便于實(shí)現(xiàn)，對(duì)文件的讀寫(xiě)作了簡(jiǎn)化，在執(zhí)行讀寫(xiě)命令時(shí)，只需改讀寫(xiě)指針，并不進(jìn)行實(shí)際的讀寫(xiě)操作。</p><p>　　4）因系統(tǒng)樣，文件目錄的檢索使用了簡(jiǎn)單的線性搜索。</p>

11、<p>　　5）文件保護(hù)簡(jiǎn)單使用了三位保護(hù)碼：允許讀寫(xiě)執(zhí)行、對(duì)應(yīng)位為1，對(duì)應(yīng)位為0，則表示不允許讀寫(xiě)、執(zhí)行。</p><p>　　6）程序中使用的主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下：主文件目錄和用戶文件目錄（MFD、UFD），打開(kāi)文件目錄（AFD）即運(yùn)行文件目錄，如圖5.1所示。 </p><p>　　第二章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1

12、預(yù)定義</b></p><p>　　#define BLOCKSIZ 512//磁盤(pán)塊的大樣</p><p>　　#define DATABLKNUM 512//數(shù)據(jù)塊的數(shù)目</p><p>　　#define BLKGRUPNUM50//數(shù)據(jù)塊組包含多少數(shù)據(jù)塊</p><p>　　#define P_N_B

13、LOCKS15//inode節(jié)點(diǎn)中 指向數(shù)據(jù)塊的指針個(gè)數(shù)</p><p>　　#defineGROUPNUMDATABLKNUM/BLKGRUPNUM+1 //數(shù)據(jù)塊組 組數(shù)</p><p>　　#define DINODESIZ 512//磁盤(pán)i結(jié)點(diǎn)區(qū)的大樣（空間32×512）</p><p>　　#define DINODENUM

14、 32//磁盤(pán)i結(jié)點(diǎn)區(qū)的塊數(shù)</p><p>　　#define SYSOPENFILE 40</p><p>　　#define DIRNUM 32//一個(gè)目錄下的最多目錄和文件的總和數(shù)</p><p>　　#define DIRSIZ 14//文件、目錄名的長(zhǎng)度(字節(jié))</p><p>　　#defi

15、ne UPWDSIZ 15//密碼的長(zhǎng)度</p><p>　　#define UNAMSIZ 15//用戶名的長(zhǎng)度</p><p>　　#define PWDSIZsizeof(struct pwd) //密碼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度 </p><p>　　#define PWDNUM BLOCKSIZ/PWDSIZ//密碼數(shù)

16、據(jù)空間的大樣（pwd為單位）</p><p>　　#define NOFILE 20//一個(gè)用戶最多可以打開(kāi)的文件數(shù)目</p><p>　　#define DINODESTART 4*BLOCKSIZ</p><p>　　//i結(jié)點(diǎn)區(qū)的開(kāi)始地址-inodes table ，1引導(dǎo) 2超塊 3block bitmap 4inode bitmap <

17、/p><p>　　#define DATASTART (2+DINODENUM)*BLOCKSIZ//數(shù)據(jù)區(qū)的開(kāi)始地址</p><p>　　#defineDATASTARTNO36//數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)始指針</p><p>　　#define DIMODE_EMPTY00000/*可以用的空間*/</p><p>　　#define D

18、IMODE_FILE00001</p><p>　　#define DIMODE_DIR 00002</p><p>　　#define DIMODE_PASSWD00004</p><p>　　#define GRUP_00//管理員組</p><p>　　#define GRUP_11</p>

19、<p>　　#define GRUP_22</p><p>　　#define GRUP_44</p><p><b>　　2.2 結(jié)構(gòu)體</b></p><p>　　//磁盤(pán)i結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，</p><p>　　struct inode{</p><p>　　// char

20、di_name[DIRSIZ];</p><p>　　unsigned __int16 di_ino;/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)*/</p><p>　　unsigned __int16 di_number;/*關(guān)聯(lián)文件數(shù)，當(dāng)為0時(shí)表示刪除文件*/</p><p>　　unsigned __int16 di_mode;/*存取權(quán)限*/</p>

21、<p>　　unsigned __int16 di_uid;/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)用戶id*/</p><p>　　unsigned __int16 di_gid;/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)權(quán)限組id*/ //1管理員組 2用戶組</p><p>　　unsigned __int32 di_size;/*文件大樣*/</p><p>　　unsigned __

22、int32 di_ctime; /* Creation time */</p><p>　　unsigned __int32 di_mtime; /* Modification time */</p><p>　　unsigned __int16 di_block[P_N_BLOCKS]; /* 一組 block 指針 */</p><p><b

23、>　　};</b></p><p><b>　　//目錄項(xiàng)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　struct direct{</p><p>　　chard_name[DIRSIZ];/*目錄名（14字節(jié)）*/</p><p>　　__int16 d_ino;/*目錄號(hào)*/</p>&

24、lt;p><b>　　};</b></p><p><b>　　//超級(jí)快結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　struct super_block{</p><p>　　unsigned __int16 s_inodes_count; /* inodes 計(jì)數(shù) */</p><p>　

25、　unsigned __int16 s_blocks_count; /* blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_r_blocks_count; /* 保留的 blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_free_blocks_count; // 空閑的 blocks 計(jì)數(shù) </p&g

26、t;<p>　　unsigned __int16 s_free_inodes_count; /* 空閑的 inodes 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_free_blocks_group[GROUPNUM];//新增 一個(gè)數(shù)組來(lái)記錄每個(gè)數(shù)據(jù)塊組中的空閑數(shù)據(jù)塊計(jì)數(shù) </p><p>　　unsigned __int16 s_first_da

27、ta_block; /* 第一個(gè)數(shù)據(jù) block */</p><p>　　unsigned __int16 s_log_block_size; /* block 的大樣 */</p><p>　　unsigned __int16 s_blocks_per_group; /* 每 block group 的 block 數(shù)量 */</p><p>　　un

28、signed __int16 s_inodes_per_group; /* 每 block group 的 inode 數(shù)量 */</p><p><b>　　};</b></p><p><b>　　//用戶密碼</b></p><p>　　struct pwd{</p><p>　　unsi

29、gned __int8 p_uid;</p><p>　　unsigned __int8 p_gid;</p><p>　　char username[UNAMSIZ];/*用戶名 新加的*/ </p><p>　　char password[UPWDSIZ];</p><p><b>　　};</b></p&g

30、t;<p><b>　　//目錄結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　struct dir{</p><p>　　struct direct direct[DIRNUM];</p><p>　　__int16 size;</p><p><b>　　};</b></p>&

31、lt;p>　　2.3 全局變量和函數(shù)</p><p><b>　　//全局變量</b></p><p>　　unsigned __int8 di_bitmap[DINODENUM];// 硬盤(pán)inode節(jié)點(diǎn)位圖1表示已使用 0表示未使用</p><p>　　unsigned __int8bk_bitmap[DATABLKNUM];

32、// 數(shù)據(jù)塊block位圖 </p><p>　　struct super_block filsys;//超級(jí)塊</p><p>　　struct pwd pwd[PWDNUM];</p><p>　　FILE *fd;//文件指針</p><p>　　struct inode *cur_inode;//

33、i節(jié)點(diǎn)當(dāng)前目錄指針</p><p>　　struct inode *inodetemp;//i節(jié)點(diǎn)指針</p><p>　　const char fsystemname[20]="Linux.EXT2";//模擬硬盤(pán)的文件名</p><p>　　struct direct dir_buf[BLOCKSIZ / sizeof(stru

34、ct direct)];//目錄數(shù)組</p><p>　　char cmdhead[20];//cmd 的頭 表示所在哪個(gè)文件夾、</p><p>　　int i_lock=0;//inode位圖鎖 可能會(huì)多線程</p><p>　　int b_lock=0;//block位圖鎖</p><p>　　struct pwd *cur_use

35、r;</p><p>　　/*全局函數(shù)*/</p><p>　　extern intFormat();//格式化磁盤(pán)</p><p>　　extern intInstall();//啟動(dòng)，安裝文件系統(tǒng)</p><p>　　struct inode * read_inode(int);//install里面讀取文件dinode&l

36、t;/p><p>　　struct direct * read_dir_data(int);//讀取存儲(chǔ)文件夾的物理塊</p><p>　　extern void showdir();//命令 dir</p><p>　　int Enterdir(char[]);//進(jìn)入某個(gè)文件夾 命令-- cd 文件名</p><p>　　int Fd_di

37、rfile(char[]);//查找當(dāng)前目錄里的文件 沒(méi)找到返回-1 找到返回inode號(hào)</p><p>　　int Iscmd(char[]);//判斷是否兩個(gè)字符串的命令</p><p>　　void two_cmd(char[],char[]);//兩個(gè)字符串的命令</p><p>　　int creat(char[]);//創(chuàng)建文件</p>

38、<p>　　void changeinode();//交換指針</p><p>　　char * ReadFile(char[]);//讀取文件</p><p>　　int mkdir(char[]);//創(chuàng)建文件夾</p><p>　　void showbitmap();//顯示位圖</p><p>　　int deletefd(

39、char[]);//刪除文件</p><p>　　int editfile(char[]);//編輯文件</p><p>　　int rename(char[]);//重命名</p><p>　　void showhelp();//命令幫助</p><p>　　void login();</p><p>　　void

40、logout();</p><p>　　int access();//權(quán)限判斷</p><p>　　/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)的分配與釋放（當(dāng)一個(gè)新文件被建立的時(shí)候，在給該文件分配磁盤(pán)存儲(chǔ)區(qū)之前，</p><p>　　應(yīng)為該文件分配存放該文件說(shuō)明信息的磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)，當(dāng)從文件系統(tǒng)中刪除某個(gè)文件時(shí)，</p><p>　　應(yīng)首先刪除它的磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)項(xiàng)。）*/ &l

41、t;/p><p>　　intialloc();/*開(kāi)辟一個(gè)空閑的i節(jié)點(diǎn)，返回i節(jié)點(diǎn)*///磁盤(pán)塊分配與釋放函數(shù)</p><p>　　intballoc(int);//申請(qǐng)硬盤(pán)空間</p><p><b>　　2.4結(jié)構(gòu)體說(shuō)明</b></p><p>　　(1)硬盤(pán)模擬文件：每個(gè)數(shù)據(jù)塊512字節(jié)，第一個(gè)數(shù)據(jù)塊空閑備用，

42、第2塊是超級(jí)塊，第3塊是inode位圖，第4塊是block位圖，第5塊開(kāi)始有32塊是inode節(jié)點(diǎn)，然后是數(shù)據(jù)區(qū)block，512塊。</p><p>　　(2)超級(jí)塊：存放整個(gè)文件系統(tǒng)的基本狀態(tài)，如：inode塊數(shù)，block總塊數(shù)，空閑的block計(jì)數(shù)，空閑的inode計(jì)數(shù)，每個(gè)數(shù)據(jù)塊組中的空閑塊數(shù)（為block分組，便于讀?。?，每個(gè)block的大樣（512字節(jié)），每個(gè)數(shù)據(jù)塊組的block塊數(shù)。</p&

43、gt;<p>　　(3)Inode位圖：用一個(gè)數(shù)組來(lái)描述每個(gè)inode的使用狀況，1表示被占用，0表示空閑。</p><p>　　(4)Block位圖：用一個(gè)數(shù)組來(lái)描述每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)的block的使用狀況，1表示被占用，0表示空閑。</p><p>　　(5)inode節(jié)點(diǎn)：inode記錄了文件或者目錄在數(shù)據(jù)區(qū)存放位置，是文件還是目錄，是否系統(tǒng)文件，屬于管理員組還是普通用戶組，是

44、由誰(shuí)創(chuàng)建的，創(chuàng)建時(shí)間等。如果是目錄，則還記錄了里面包含多少個(gè)文件或子目錄。是文件則記錄了文件的大樣。讀取文件要先通過(guò)inode然后找到block，才能讀取。</p><p>　　(6)Block數(shù)據(jù)塊：存放文件的地方，如果是目錄則記錄了這個(gè)目錄下所有的文件和子目錄的名稱和所占的inode，如果是文本文檔，則是字節(jié)流文件。</p><p>　　第三章 功能模塊（或算法）描述</p&g

45、t;<p>　　3.1 format 格式化</p><p>　　只寫(xiě)打開(kāi)模擬文件，初始化超級(jí)快，初始化dinode位圖 block位圖，初始化主目錄，初始化etc目錄，初始化管理員admin 目錄，初始化用戶xiao 目錄，初始化 用戶passwd文件，寫(xiě)入模擬硬盤(pán)文件。</p><p>　　3.2 install 安裝</p><p>　　讀寫(xiě)打

46、開(kāi)模擬文件，讀取dinode位圖 block位圖，讀取主目錄，讀取etc目錄，讀取管理員admin 目錄，讀取用戶xiao 目錄，讀取 用戶passwd文件。 </p><p>　　3.3 login 登陸</p><p>　　用戶輸入用戶名和密碼，在passwd文件中查找是否有此用戶，核對(duì)密碼。正確則登陸成功，當(dāng)前目錄設(shè)定到當(dāng)前用戶文件夾下。登錄流程圖3.2。</p>&l

47、t;p>　　3.4 ialloc 申請(qǐng)inode空間</p><p>　　先檢測(cè)inode位圖是否加鎖，是則退出。加鎖，檢測(cè)inode空間是否還有已滿，是則退出。在inode位圖中順序查找空閑的inode，找到則返回inode地址，block解鎖。函數(shù)結(jié)束。流程圖3.3。</p><p>　　登錄流程圖3.2 ialloc 流程圖3.3balloc流程圖3.4<

48、/p><p>　　3.5 balloc 申請(qǐng)block空間</p><p>　　先檢測(cè)block位圖是否加鎖，是則退出。加鎖，檢測(cè)block空間是否還有k個(gè)空閑，否則退出。在還有空閑block的組中查找是否有k個(gè)空閑，沒(méi)有則去下一個(gè)block組中查找，找到則返回block地址，block解鎖。函數(shù)結(jié)束。流程圖3.4。</p><p>　　3.6 create 創(chuàng)建文本文

49、件</p><p>　　查找當(dāng)前目錄下是否有同名文件，是則退出，否則讓用戶輸入文本文件內(nèi)容，以‘###’結(jié)束。申請(qǐng)inode空間（ialloc函數(shù)）,申請(qǐng)硬盤(pán)block空間（balloc函數(shù)），申請(qǐng)失敗則結(jié)束。將文件內(nèi)容寫(xiě)入inode空間和block空間。修改當(dāng)前目錄的結(jié)構(gòu)，修改超級(jí)快，修改inode位圖，block位圖，寫(xiě)入模擬硬盤(pán)。如圖4所示：</p><p>　　圖4 create創(chuàng)

50、建文本文件</p><p>　　3.7 cdir 創(chuàng)建文件夾</p><p>　　查找當(dāng)前目錄下是否有同名文件，是則退出，否則,申請(qǐng)inode空間（ialloc函數(shù)）,申請(qǐng)硬盤(pán)block空間（balloc函數(shù)），申請(qǐng)失敗則結(jié)束。將文件夾內(nèi)容寫(xiě)入inode空間和block空間。修改當(dāng)前目錄的結(jié)構(gòu)，修改超級(jí)快，修改inode位圖，block位圖，寫(xiě)入模擬硬盤(pán)。</p><p

51、>　　[root\etc\yang\fxb]#cdir caobinhui</p><p>　　1已經(jīng)找到空閑的block 7 它在第0組</p><p><b>　　當(dāng)前目錄文件數(shù)3</b></p><p>　　3.8 edit –讀取和追加文本文件</p><p>　　Edit----調(diào)用讀取文件模塊，讀取成功

52、則用戶輸入追加的內(nèi)容，如果追加的內(nèi)容大于一個(gè)block則申請(qǐng)block空間，失敗則退出，申請(qǐng)成功則保存文件。</p><p>　　3.9 access（文件名） 權(quán)限判斷</p><p>　　先判斷當(dāng)前目錄是否有該文件，在當(dāng)前目錄的block找到該文件，判斷當(dāng)前登錄用戶是哪個(gè)組，判斷是否該用戶創(chuàng)建，判斷該文件的可見(jiàn)級(jí)別。</p><p>　　如果是該用戶創(chuàng)建的 則有

53、讀寫(xiě)權(quán)限如果當(dāng)前用戶是管理員組的 也具有讀寫(xiě)權(quán)限如果該文件是用戶可查看文件則都具有權(quán)限。</p><p>　　3.10 cd –進(jìn)入子目錄 或上級(jí)目錄</p><p>　　查找當(dāng)前目錄是否有該子目錄，沒(méi)有則退出，調(diào)用access（）判斷當(dāng)前用戶是否有權(quán)限，無(wú)則退出，有則讀取該子目錄的inode，將當(dāng)前目錄指向該目錄。</p><p>　　[root\etc\yang

54、]#cd fxb</p><p>　　[root\etc\yang\fxb]#</p><p>　　3.11 attr（文件名）查看文件或者文件夾的屬性</p><p>　　先查找當(dāng)前目錄下是否有該文件或目錄，有則判斷文件是否系統(tǒng)文件，是否文本文件，是否目錄，由誰(shuí)創(chuàng)建，屬于什么組，占用的block，和inode。將其全部顯示出來(lái)。</p><p&

55、gt;　　3.12 del 刪除文件或目錄</p><p>　　查找當(dāng)前目錄是否有該文件名，沒(méi)有則退出，有則調(diào)用access（）判斷是否有權(quán)限，有則判斷是否為系統(tǒng)文件，是則無(wú)法刪除，不是則判斷是否是文件，是文件則直接刪除，不是則判斷是否文件夾，是文件夾則判斷該文件夾下是否有文件，有文件則無(wú)法刪除。提示用戶是否刪除，確認(rèn)則刪除文件，修改當(dāng)前文件夾inode，block結(jié)構(gòu)，修改該文件占有的inode和block位圖

56、為0，修改超級(jí)塊，寫(xiě)入模擬硬盤(pán)。</p><p>　　[root\etc\yang\fxb]#del caobinhui</p><p>　　是否真的要?jiǎng)h除 caobinhui ?<y/n>y</p><p><b>　　0 7</b></p><p>　　[root\etc\yang\fxb]#cd c

57、aobinhui</p><p>　　未找到該文件!請(qǐng)輸入正確的文件或目錄名</p><p><b>　　進(jìn)入目錄失敗!</b></p><p>　　[root\etc\yang\fxb]#</p><p>　　第四章 程序運(yùn)行結(jié)果</p><p>　　4.1格式化 和登錄界面</p>

58、;<p>　　登錄后顯示幫助信息 ，進(jìn)入到用戶文件夾下，如圖5所示：</p><p>　　圖5 格式化及登錄界面</p><p>　　4.2 ls命令---顯示當(dāng)前目錄下的文件和目錄</p><p>　　[root\etc\yang\fxb]#ls</p><p>　　. <

59、dir> inode 6</p><p>　　.. <dir> inode 4</p><p>　　[root\etc\yang\fxb]#</p><p>　　4.3 logout命令---注銷用戶</p><p>　　[root\etc]#logout</p>

60、<p><b>　　用戶名:</b></p><p>　　普通用戶無(wú)法進(jìn)入admin管理員目錄。</p><p><b>　　第五章 心得體會(huì)</b></p><p>　　操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是本課程重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)的目的，一方面使學(xué)生更透徹地理解操作系統(tǒng)的基本概念和原理，使之由抽象到具體；另一方面

61、，通過(guò)課程設(shè)計(jì)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)手段與實(shí)踐技能，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、應(yīng)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新精神。與本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，課程設(shè)計(jì)獨(dú)立設(shè)課，具有更多的學(xué)時(shí)，給學(xué)生更多自行設(shè)計(jì)、自主實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，充分放手讓學(xué)生真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，遇到了過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了我們的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得

62、不夠深刻，掌握得不夠牢固，不過(guò)在老師和同學(xué)們的幫助下設(shè)計(jì)終于順利完成了，對(duì)給過(guò)我們幫助的所有同學(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 袁慶龍，候文義．Ni-P合金鍍層組織形貌及顯微硬度研究［Ｊ］．太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，32(1)：51-53.（連續(xù)出版物：［序號(hào)］ 主要責(zé)任者．文獻(xiàn)題名［J］

63、．刊名，出版年份，卷號(hào)(期號(hào))：起止頁(yè)碼）</p><p>　　[2] 劉國(guó)鈞，王連成．圖書(shū)館史研究［Ｍ］．北京：高等教育出版社，1979：15-18，31．（專著：［序號(hào)］ 主要責(zé)任者．文獻(xiàn)題名［Ｍ］．出版地：出版者，出版年：起止頁(yè)碼．）</p><p>　　[3] 孫品一．高校學(xué)報(bào)編輯工作現(xiàn)代化特征［Ｃ］．中國(guó)高等學(xué)校自然科學(xué)學(xué)報(bào)研究會(huì)．科技編輯學(xué)論文集(2)．北京：北京師范

64、大學(xué)出版社，1998：10-22．（論文集：[序號(hào)］ 主要責(zé)任者．文獻(xiàn)題名[Ｃ]∥主編．論文集名．出版地：出版者，出版年：起止頁(yè)碼．）</p><p><b>　　附：源代碼</b></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include <stdlib.h></p>

65、<p>　　#include <malloc.h></p><p>　　#include <string.h></p><p>　　#include <dos.h></p><p>　　#include <conio.h></p><p>　　#define BLOCKSIZ

66、512//磁盤(pán)塊的大樣</p><p>　　#define DATABLKNUM 512//數(shù)據(jù)塊的數(shù)目</p><p>　　#define BLKGRUPNUM50//數(shù)據(jù)塊組包含多少數(shù)據(jù)塊</p><p>　　#define P_N_BLOCKS15//inode節(jié)點(diǎn)中 指向數(shù)據(jù)塊的指針個(gè)數(shù)</p><p>　　#d

67、efineGROUPNUMDATABLKNUM/BLKGRUPNUM+1 //數(shù)據(jù)塊組 組數(shù)</p><p>　　#define DINODESIZ 512//磁盤(pán)i結(jié)點(diǎn)區(qū)的大樣（空間32×512）</p><p>　　#define DINODENUM 32//磁盤(pán)i結(jié)點(diǎn)區(qū)的塊數(shù)</p><p>　　#define SYSOPENFI

68、LE 40</p><p>　　#define DIRNUM 32//一個(gè)目錄下的最多目錄和文件的總和數(shù)</p><p>　　#define DIRSIZ 14//文件、目錄名的長(zhǎng)度(字節(jié))</p><p>　　#define UPWDSIZ 15//秘密的長(zhǎng)度</p><p>　　#define

69、UNAMSIZ 15//用戶名的長(zhǎng)度</p><p>　　#define PWDSIZsizeof(struct pwd) //密碼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度 </p><p>　　#define PWDNUM BLOCKSIZ/PWDSIZ//密碼數(shù)據(jù)空間的大樣（pwd為單位）</p><p>　　#define NOFILE

70、20//一個(gè)用戶最多可以打開(kāi)的文件數(shù)目</p><p>　　#define NHINO 128</p><p>　　#define USERNUM 10//用戶名的長(zhǎng)度</p><p>　　#define DINODESTART 4*BLOCKSIZ//i結(jié)點(diǎn)區(qū)的開(kāi)始地址-inodes table ，1引導(dǎo) 2超塊 3block bi

71、tmap 4inode bitmap </p><p>　　#define DATASTART (2+DINODENUM)*BLOCKSIZ//數(shù)據(jù)區(qū)的開(kāi)始地址</p><p>　　#defineDATASTARTNO36//數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)始指針</p><p>　　/* di._mode */</p><p>　　#define

72、 DIMODE_EMPTY00000/*可以用的空間*/</p><p>　　#define DIMODE_FILE00001</p><p>　　#define DIMODE_DIR 00002</p><p>　　#define DIMODE_PASSWD00004</p><p>　　#define DIMODE_SY

73、STEM00040/*系統(tǒng)文件*/</p><p>　　#define DIMODE_READ 00010/* READ 和該數(shù)與操作后得到的是可以讀該文件的用戶組*/</p><p>　　#define DIMODE_WRITE 00020/* WRITE */</p><p>　　#define DIMODE_EXICUTE 01

74、000/* EXICUTE */</p><p>　　#define DIMODE_ADMIN00100/*管理員權(quán)限*/</p><p>　　#define DIMODE_SHARE00200/*不需要權(quán)限*/</p><p><b>　　/*組*/</b></p><p>　　#define GRUP_

75、00//管理員組</p><p>　　#define GRUP_11</p><p>　　#define GRUP_22</p><p>　　#define GRUP_44</p><p>　　/************************ 文件系統(tǒng) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) **********************

76、*********/</p><p>　　/*————————————————————————</p><p><b>　　磁盤(pán)i結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，</b></p><p>　　————————————————————————*/</p><p>　　struct inode{</p><p>　　//

77、 chardi_name[DIRSIZ];</p><p>　　unsigned __int16 di_ino;/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)*/</p><p>　　unsigned __int16 di_number;/*關(guān)聯(lián)文件數(shù)，當(dāng)為0時(shí)表示刪除文件*/</p><p>　　unsigned __int16 di_mode;/*存取權(quán)限*/</

78、p><p>　　unsigned __int16 di_uid;/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)用戶id*/</p><p>　　unsigned __int16 di_gid;/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)權(quán)限組id*/ //1管理員組 2用戶組</p><p>　　unsigned __int32 di_size;/*文件大樣*/</p><p>　　unsign

79、ed __int32 di_ctime; /* Creation time */</p><p>　　unsigned __int32 di_mtime; /* Modification time */</p><p>　　unsigned __int16 di_block[P_N_BLOCKS]; /* 一組 block 指針 */</p><p>

80、<b>　　};</b></p><p>　　/*————————————————————————</p><p><b>　　目錄項(xiàng)結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　————————————————————————*/</p><p>　　struct direct{</p><

81、;p>　　chard_name[DIRSIZ];/*目錄名（14字節(jié)）*/</p><p>　　__int16 d_ino;/*目錄號(hào)*/</p><p><b>　　};</b></p><p>　　/*————————————————————————</p><p><b>　　超級(jí)快結(jié)構(gòu)<

82、;/b></p><p>　　————————————————————————*/</p><p>　　struct super_block{</p><p>　　unsigned __int16 s_inodes_count; /* inodes 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_bloc

83、ks_count; /* blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_r_blocks_count; /* 保留的 blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_free_blocks_count; // 空閑的 blocks 計(jì)數(shù) </p><p>　　unsigned

84、__int16 s_free_inodes_count; /* 空閑的 inodes 計(jì)數(shù) */</p><p>　　unsigned __int16 s_free_blocks_group[GROUPNUM];//新增 一個(gè)數(shù)組來(lái)記錄每個(gè)數(shù)據(jù)塊組中的空閑數(shù)據(jù)塊計(jì)數(shù) </p><p>　　unsigned __int16 s_first_data_block; /* 第一個(gè)數(shù)據(jù) bloc

85、k */</p><p>　　unsigned __int16 s_log_block_size; /* block 的大樣 */</p><p>　　unsigned __int16 s_blocks_per_group; /* 每 block group 的 block 數(shù)量 */</p><p>　　unsigned __int16 s_inodes_

86、per_group; /* 每 block group 的 inode 數(shù)量 */</p><p><b>　　};</b></p><p>　　/*————————————————————————</p><p><b>　　用戶密碼</b></p><p>　　————————————————

87、————————*/</p><p>　　struct pwd{</p><p>　　unsigned __int8 p_uid;</p><p>　　unsigned __int8 p_gid;</p><p>　　char username[UNAMSIZ];/*用戶名 新加的*/ </p><p>　　char

88、 password[UPWDSIZ];</p><p><b>　　};</b></p><p>　　/*————————————————————————</p><p><b>　　目錄結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　————————————————————————*/</p>&

89、lt;p>　　struct dir{</p><p>　　struct direct direct[DIRNUM];</p><p>　　__int16 size;</p><p><b>　　};</b></p><p><b>　　//全局變量</b></p><p

90、>　　unsigned __int8 di_bitmap[DINODENUM];// 硬盤(pán)inode節(jié)點(diǎn)位圖 1表示已使用 0表示未使用</p><p>　　unsigned __int8bk_bitmap[DATABLKNUM];// 數(shù)據(jù)塊block位圖 </p><p>　　struct super_block filsys;//超級(jí)塊</p>

91、<p>　　struct pwd pwd[PWDNUM];</p><p>　　//struct user user[USERNUM];</p><p>　　//int usernum;</p><p>　　FILE *fd;//文件指針</p><p>　　struct inode *cur_inode;

92、//i節(jié)點(diǎn)當(dāng)前目錄指針</p><p>　　//struct dinode *dinodef;//全局硬盤(pán)節(jié)點(diǎn)指針</p><p>　　struct inode *inodetemp;//i節(jié)點(diǎn)指針</p><p>　　//struct inode *inodetemp2;</p><p>　　const cha

93、r fsystemname[20]="Linux.EXT2";//模擬硬盤(pán)的文件名</p><p>　　struct direct dir_buf[BLOCKSIZ / sizeof(struct direct)];//目錄數(shù)組</p><p>　　char cmdhead[20];//cmd 的頭 表示所在哪個(gè)文件夾、</p><p>

94、;　　int i_lock=0;//inode位圖鎖 可能會(huì)多線程</p><p>　　int b_lock=0;//block位圖鎖</p><p>　　struct pwd *cur_user;</p><p>　　/*全局函數(shù)*/</p><p>　　extern intFormat();//格式化磁盤(pán)</p>

95、<p>　　extern intInstall();//啟動(dòng)，安裝文件系統(tǒng)</p><p>　　struct inode * read_inode(int);//install里面讀取文件dinode</p><p>　　struct direct * read_dir_data(int);//讀取存儲(chǔ)文件夾的物理塊</p><p>　　extern

96、 void showdir();//命令 dir</p><p>　　int Enterdir(char[]);//進(jìn)入某個(gè)文件夾 命令-- cd 文件名</p><p>　　int Fd_dirfile(char[]);//查找當(dāng)前目錄里的文件 沒(méi)找到返回-1 找到返回inode號(hào)</p><p>　　int Iscmd(char[]);//判斷是否兩個(gè)字符串的命

97、令</p><p>　　void cmd_Up(char[],char[]);//兩個(gè)字符串的命令</p><p>　　int creat(char[]);//創(chuàng)建文件</p><p>　　void changeinode();//交換指針</p><p>　　char * ReadFile(char[]);//讀取文件</p>

98、<p>　　int cdir(char[]);//創(chuàng)建文件夾</p><p>　　void showbitmap();//顯示位圖</p><p>　　int deletefd(char[]);//刪除文件</p><p>　　int editfile(char[]);//編輯文件</p><p>　　int rename(cha

99、r[]);//重命名</p><p>　　void showhelp();//命令幫助</p><p>　　void login();</p><p>　　void logout();</p><p>　　int access();//權(quán)限判斷</p><p>　　/*磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)的分配與釋放（當(dāng)一個(gè)新文件被建立的時(shí)候，

100、在給該文件分配磁盤(pán)存儲(chǔ)區(qū)之前，</p><p>　　應(yīng)為該文件分配存放該文件說(shuō)明信息的磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)，當(dāng)從文件系統(tǒng)中刪除某個(gè)文件時(shí)，</p><p>　　應(yīng)首先刪除它的磁盤(pán)i節(jié)點(diǎn)項(xiàng)。）*/ </p><p>　　intialloc();/*開(kāi)辟一個(gè)空閑的i節(jié)點(diǎn)，返回i節(jié)點(diǎn)*/</p><p>　　//磁盤(pán)塊分配與釋放函數(shù)</p>

101、<p>　　intballoc(int);//申請(qǐng)硬盤(pán)空間</p><p>　　void showaccess(char strname[20]);</p><p>　　//內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)的獲取與釋放 </p><p>　　//extern struct inode *iget(unsigned int);/*獲取hino位置的i節(jié)點(diǎn)，返回i節(jié)點(diǎn)指針*/

102、</p><p>　　//extern void iput(struct inode* );/*將i節(jié)點(diǎn) 釋放或是寫(xiě)入磁盤(pán)*/</p><p><b>　　//#endif</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p>&l

103、t;p>　　char str[10];</p><p>　　char strname[10];</p><p><b>　　char c;</b></p><p>　　printf("是否格式化?<y/n>");</p><p>　　scanf("%c",&

104、;c);</p><p>　　fflush(stdin);</p><p>　　if(c=='y')</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(!Format())</p><p><b>　　{</b></p><

105、p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("格式化完畢!\n");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(!Install())</p>

106、<p><b>　　{</b></p><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("login.................\n");</p><p><b>

107、;　　login();</b></p><p>　　showhelp();</p><p>　　printf("%s>",cmdhead);</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p>&l

108、t;p>　　scanf("%s",&str);</p><p>　　if(strcmp(str,"exit")==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　fclose(fd);</p><p><b>　　return;</b

109、></p><p><b>　　}</b></p><p>　　elseif(strcmp(str,"dir")==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　showdir();</p><p><b>　　}&l

110、t;/b></p><p>　　else if(strcmp(str,"bit")==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　showbitmap();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else

111、if(strcmp(str,"help")==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　showhelp();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(strcmp(str,"logout")==0)

112、</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　logout();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　elseif(Iscmd(str))</p><p><b>　　{</b&g

113、t;</p><p>　　scanf("%s",&strname);</p><p>　　cmd_Up(str,strname);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b&g

114、t;　　{</b></p><p>　　printf("錯(cuò)誤命令!\n");</p><p><b>　　}</b></p><p>　　printf("%s>",cmdhead);</p><p><b>　　}</b></p>

115、<p><b>　　}</b></p><p>　　//---------------------------格式化------------</p><p>　　int Format()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　struct pwd passwd [

116、BLOCKSIZ/PWDSIZ];</p><p><b>　　int i;</b></p><p>　　/*creat the file system file */</p><p>　　fd = fopen (fsystemname, "wb");/*讀寫(xiě)創(chuàng)建一個(gè)二進(jìn)制文件*/</p><p>

117、　　if(fd==NULL)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　printf("硬盤(pán)模擬文件創(chuàng)建失敗!\n");</p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p>

118、<p><b>　　//超級(jí)塊</b></p><p>　　filsys.s_inodes_count=DINODENUM ; /* inodes 計(jì)數(shù) */</p><p>　　filsys.s_blocks_count=DATABLKNUM; /* blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　filsys.

119、s_r_blocks_count=0; /* 保留的 blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　filsys. s_free_blocks_count=DATABLKNUM-5; /* 空閑的 blocks 計(jì)數(shù) */</p><p>　　filsys.s_free_blocks_group[0]=50-5;//第一個(gè)block group 已經(jīng)被用了5個(gè)</p>

120、<p>　　for(i=1;i<GROUPNUM-1;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　filsys.s_free_blocks_group[i]=50; //后面的group 全部空閑</p><p>　　//printf("block group %d 空閑個(gè)數(shù)為%d\n&qu

121、ot;,i,filsys.s_free_blocks_group[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　filsys.s_free_blocks_group[GROUPNUM-1]=12;//最后一個(gè)block組 只有12個(gè)block</p><p>　　filsys.s_free_inodes_count=DI

122、NODENUM-5; /* 空閑的 inodes 計(jì)數(shù) */</p><p>　　filsys.s_first_data_block=DATASTARTNO; /* 第一個(gè)數(shù)據(jù) block 也就是*/</p><p>　　filsys.s_log_block_size=BLOCKSIZ; /* block 的大樣 */</p><p>　　filsys.s_

123、blocks_per_group=BLKGRUPNUM; /* 每 block group 的 block 數(shù)量 */</p><p>　　filsys.s_inodes_per_group=0; //每 block group 的 inode 數(shù)量 暫未使用</p><p>　　fseek(fd, BLOCKSIZ, SEEK_SET);</p><p>　

124、　fwrite (&filsys,BLOCKSIZ, 1,fd);</p><p>　　//初始化dinode位圖 block位圖</p><p>　　di_bitmap[0]=1;</p><p>　　di_bitmap[1]=1;</p><p>　　di_bitmap[2]=1;//前三個(gè)inode 分別被 root etc 用