某某大学
课程设计报告课程名称：操作系统课程设计
设计题目：模拟实现文件系统
系别：计算机系
专业：计算机科学与技术
组别：
学生姓名: 学号:
起止日期:
指导教师:
目录
目录 0
第一章需求分析 (1)
1.1 课程设计题目 (1)
1.2 课程任务及要求 (1)
1.3课程设计思想： (1)
1.4软硬件运行环境及开发工具： (2)
第二章概要设计 (3)
2.1流程图 (3)
2.2用到的原理 (3)
第三章详细设计 (4)
第四章调试与操作说明 (9)
4.1用户登陆界面 (9)
4.2创建文件界面 (9)
4.3删除文件界面 (10)
4.4退出界面 (10)
第五章课程设计总结与体会 (10)
第六章致谢 (11)
第七章参考文献 (11)
第一章需求分析
1.1 课程设计题目
课程设计题目：模拟实现文件系统
1.2 课程任务及要求
要求：实现文件的建立、打开、删除、关闭、复制、读、写、查询等功能
给出实现方案（包括数据结构和模块说明等）
画出程序的基本结构框图和流程图
分析说明每一部分程序的设计思路
实现源代码
按期提交完整的程序代码和可执行程序
根据要求完成课程设计报告
总结
1.3课程设计思想：
模拟实现文件系统问题是一个经典的关于文件的处理问题，包括：实现文件的建立、打开、删除、关闭、复制、读、写、查询等功能。设计思想如下：1．在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个多用户多目录的文件系统。
2．文件物理结构可采用显式链接或其他方法。
3．磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。4．文件目录结构采用多用户多级目录结构，每个目录项包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。目录组织方式可以不使用索引结点的方式，但使用索引结点，则难度系数为1.2。
5．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用。要求提供以下相关文件操作：（1）具有login (用户登录)
（2）系统初始化（建文件卷、提供登录模块）（3）文件的创建： create
（4）文件的打开：open
（5）文件的读：read
（6）文件的写：write
（7）文件关闭：close
（8）删除文件：delete
（9）列出文件目录：dir
（10）退出：logout
1.4软硬件运行环境及开发工具：
a）程序设计语言：C++
b）计算机及操作系统：PC机，WindowsXP
c）开发平台：Microsoft Visual C++ 6.0
d）运行平台：PC机，WindowsXP
第二章概要设计
2.1流程图
模拟实现文件系统的主要流程图如下：
2.2用到的原理
1．本系统初始化了十个用户，每个用户初始化五个文件，最多可拥有十个文件，所以每个用户在此基础上可为自己再创建五个文件，也可以在删除文件后再创建。
2.系统使用create，open，read，write，close，delete，dir和exit来
创建文件，打开文件，读文件，写文件，关闭文件，删除文件和显示文件。
3．程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。
4．为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作
第三章详细设计
本次课程设计采用的是c++语言编写，部分主要程序代码如下：
#include "stdio.h"
#include
#include
#include
#define getpch(type) (type*)malloc(sizeof(type))
#define NULL 0
#define UserNumber 10
#define UserFNumber 10
#define UserOFNumber 5
struct fname{
char fname[1];
int flag;
}
fnameA[26]={'a',0,'b',0,'c',0,'d',0,'e',0,'f',0,'g',0,'h',0,'i',0,'j',0,'k',0,'l',0,
'm',0,'n',0,'o',0,'p',0,'q',0,'r',0,'s',0,'t',0,'u',0,'v',0,'w',0,'x',0,'y',0,'z',0};
struct afd {
char opname[10];/* 打开文件名*/
int flag;
char opfprotect[3];/* 打开保护码*/
int rwpoint;/* 读写指针*/
} AFD[UserOFNumber];/* 用户打开的文件*/
typedef struct {
char fname[10];/* 用户文件名*/
int flag;/* 文件存在标志*/
int fprotect[3];/* 文件保护码r\w\t */
int flength;
} ufd,UF[UserFNumber];/* 用户文件*/
struct mdf {
char uname[10];/* 用户名*/
UF Udir;/* 用户文件目录*/
} UFD[UserNumber];/* 用户*/
void intFSystem(){
int i,j,k,l;
strcpy(UFD[0].uname,"a");
strcpy(UFD[1].uname,"b");
strcpy(UFD[2].uname,"c");
strcpy(UFD[3].uname,"d");
strcpy(UFD[4].uname,"e");
strcpy(UFD[5].uname,"f");
strcpy(UFD[6].uname,"g");
strcpy(UFD[7].uname,"h");
strcpy(UFD[8].uname,"i");
strcpy(UFD[9].uname,"j");
for(i=0;i<10;i++) {
for(k=0;k<5;k++){
do j=rand()%26; while(fnameA[j].flag);
strcpy(UFD[i].Udir[k].fname,fnameA[j].fname);
fnameA[j].flag=1;
UFD[i].Udir[k].flength=rand()%2048+1;
UFD[i].Udir[k].flag=1;
UFD[i].Udir[k].fprotect[0]=rand()%2;
UFD[i].Udir[k].fprotect[1]=rand()%2;
UFD[i].Udir[k].fprotect[2]=rand()%2;
}
for(j=0;j<26;j++) fnameA[j].flag=0;
}
for(l=0;l<5;l++){
strcpy(AFD[i].opname,"");
AFD[l].flag=0;
AFD[l].opfprotect[0]=0;
AFD[l].opfprotect[1]=0;
AFD[l].opfprotect[2]=0;
AFD[l].rwpoint=0;
}
}
void Create(int i){ int k;
for(k=0;k<10;k++) {if(!UFD[i].Udir[k].flag) break; }
if(k>=10) {printf("一个用户不能拥有超过10个文件\n\n");return;}
printf("请输入你想创建的文件名:");
scanf("%s",UFD[i].Udir[k].fname);
printf("请输入文件长度:");
scanf("%d",&UFD[i].Udir[k].flength);
printf("只读?(1 yes,0 no):");
scanf("%d",&UFD[i].Udir[k].fprotect[0]);
printf("可写?(1 yes,0 no):");
scanf("%d",&UFD[i].Udir[k].fprotect[1]);
printf("可执行?(1 yes,0 no):");
scanf("%d",&UFD[i].Udir[k].fprotect[2]);
UFD[i].Udir[k].flag=1;
return;}
void Delete(int i){char file[10]; int k;
printf("请输入你想删除的文件名:");
scanf("%s",file);
for(k=0;k<10;k++) {
if(UFD[i].Udir[k].flag&&!strcmp(UFD[i].Udir[k].fname,file))
{
UFD[i].Udir[k].flag=0;break;}
else printf("出错\n");
}
return;}
void main(){ int i,n=0;
char m[10];
char login[10];
intFSystem();
printf(" 欢迎使用\n");
printf("1.本系统模拟文件管理2.系统已初始化10个用户，\n用户名分别是a~j,每个用户已分配五个文件\n");
printf("**本系统的命令包括如下:\n");
printf("**创建文件(create)\n");
printf("**删除文件(delete)\n");
printf("**打开文件(open)\n");
printf("**关闭文件(close)\n");
printf("**读取文件(read)\n");
printf("**编写文件(write)\n");
printf("**显示文件目录(printufd)\n");
printf("**显示打开文件目录(dir)\n");
printf("**退出(exit)\n");
lgin: printf("请输入用户名（a~j）:");
scanf("%s",login);
if(!strcmp(login,"exit")) return;
for(i=0;i<10;i++){ if(!strcmp(UFD[i].uname,login)) break;}
if(i>=10){ printf("该用户名不存在!"); goto lgin; }
printUFD(i);
for(;n!=1;){
printf("请输入命令:");
scanf("%s",&m);
if(strcmp(m,"create")==0) Create(i);
else if(strcmp(m,"delete")==0) Delete(i);
else if(strcmp(m,"open")==0) Open(i);
else if(strcmp(m,"close")==0) Close;
else if(strcmp(m,"read")==0) Read();
else if(strcmp(m,"write")==0) Write();
else if(strcmp(m,"printufd")==0) printUFD(i);
else if(strcmp(m,"dir")==0) printAFD();
else if(strcmp(m,"exit")==0) n=1;
else printf("出错\n");
}
printf("Saving....\n");
printUFD(i);
getch();
return;
}
第四章调试与操作说明4.1用户登陆界面
4.2创建文件界面
4.3删除文件界面
4.4退出界面
第五章课程设计总结与体会
在设计过程中，查询了不少相关资料，不断的发现问题、提出问题、解决问题。在对自己所编写的源程序段的纠错的过程中，使我更好的理解了操作系统中文件系统的理论知识，同时在编程时用到了模块化的设计思想，这种编程方法可
以使我们的编程变的更简单，可以使我们的查错与纠错变的更方便。总的来说通过这次的设计的学习使我学到了很多在平时的学习中学不到的很多东西，对操作系统有了更深一层的了解，同时也提高了编程语言的应用能力，由于时间紧，故还有很多的方面需要改进。以后的学习还得更加努力。
课程设计的目的就是使自己对学过的知识的理解得到加深，同时巩固对知识的掌握，最终要把知识转化为实际的应用。在本次课程设计的过程中，我充分的感受到了学习一种新的知识以及把这种新的知识消化为己之所有，特别是要转化为实际应用根本是两个不同层次的概念，这也启迪了我今后无论学习什么，都应该在知其然的基础上深入研究，要知其所以然，如果要更进一步就要积极的把知识转化为应用。
第六章致谢
在这次课程设计中，我得到了同学的热忱帮助。
首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。
其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计商的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。
最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学
第七章参考文献
[1] 汤子瀛《计算机操作系统》（修订版）西安电子科技大学出版社 2001
[2] 张尧学史美林《计算机操作系统教程》实验指导清华大学出版社 2000
[3] 费翔林,骆斌. 操作系统教程(第4版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2009.
课程设计报告 2015～2016学年第一学期 操作系统综合实践课程设计 实习类别课程设计 学生姓名李旋 专业软件工程 学号130521105 指导教师崔广才、祝勇 学院计算机科学技术学院 二〇一六年一月
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一、概述 一个目录文件是由目录项组成的。每个目录项包含16B，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i节点号，是该文件的内部标识；后14B为文件名，是该文件的外部标识。所以，文件目录项记录了文件内、外部标识的对照关系。根据文件名可以找到辅存i节点号，由此便得到该文件的所有者、存取权、文件数据的地址健在等信息。UNIX 的存储介质以512B为单位划分为块，从0开始直到最大容量并顺序加以编号就成了一个文件卷，也叫文件系统。UNIX中的文件系统磁盘存储区分配图如下： 本次课程设计是要实现一个简单的模拟Linux文件系统。我们在内存中开辟一个虚拟磁盘空间(20MB)作为文件存储器，并将该虚拟文件系统保存到磁盘上(以一个文件的形式)，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。文件存储空间的管理可采用位示图方法。 二、设计的基本概念和原理 2.1 设计任务 多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现。可以实现下列几条命令login 用户登录 logout 退出当前用户 dir 列文件目录 creat 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 - 3 -
read 读文件 write 写文件 mkdir 创建目录 ch 改变文件目录 rd 删除目录树 format 格式化文件系统 Exit 退出文件系统 2.2设计要求 1) 多用户：usr1,usr2,usr3,……,usr8 (1-8个用户) 2) 多级目录：可有多级子目录； 3) 具有login (用户登录)4) 系统初始化（建文件卷、提供登录模块） 5) 文件的创建：create (用命令行来实现)6) 文件的打开：open 7) 文件的读：read8) 文件的写：write 9) 文件关闭：close10) 删除文件：delete 11) 创建目录（建立子目录）：mkdir12) 改变当前目录：cd 13) 列出文件目录：dir14) 退出：logout 新增加的功能： 15) 删除目录树：rd 16) 格式化文件系统：format 2.3算法的总体思想 - 4 -
中北大学 操作系统课程设计 说明书 学院、系：软件学院 专业：软件工程 学生姓名：徐春花学号： 设计题目：基于Linux的模拟文件系统的设计与实现 起迄日 期: 2014年6月14日- 2014年6月26日指导教薛海丽
师: 2014 年 6月 26 日 前言 简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件。用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码，而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。可以说，Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象，任何一位用户都能从有关Linux的网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码，这样，用户就可以根据自己的需要下载源代码，以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。这对Windows NT、Windows98、MS-DOS或OS2
等商品化操作系统来说是无法做到的。 Linux具有：稳定、可靠、安全的优点，并且有强大的网络功能。其中有对读、 写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，这些都为安全提供了保障。在相关软 件的支持下，可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务，还可作为路由器 使用，利用IPCHAINSIPTABLE网络治理工具可构建NAT及功能全面的防火墙。 Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系 统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑 器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形 用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系 统进行操作。 目录 1需求分析 (3) 1.1 功能介绍 (3) 1.2 目的及意义 (5) 1.2.1 目的 (5) 1.2.2 意义 (6) 1.3 设计成果 (7) 2总体设计 (8) 2.1功能介绍 (8) 2.2模块关联 (9) 3详细设计 (12)
操作系统课程设计Array文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看，加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete等文件命令，对文件进行操作。 以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计
4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性 自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD（User File Directory）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目
题目1 连续动态内存管理模拟实现 1.1 题目的主要研究内容及预期达到的目标 （1）针对操作系统中内存管理相关理论进行设计，编写程序并进行测试，该程序管理一块虚拟内存。重点分析三种连续动态内存分配算法，即首次适应算法、循环首次适应算法和最佳适应算法。 （2）实现内存分配和回收功能。 1.2 题目研究的工作基础或实验条件 （1）硬件环境：PC机 （2）软件环境：Windows XP，Visual C++ 6.0 1.3 设计思想 首次适应算法的实现：从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法的目的在于减少查找时间。为适应这种算法，空闲分区表中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。该算法优先使用低址部分空闲区，在低址空间造成许多小的空闲区，在高址空间保留大的空闲区。 循环首次适应算法的实现：在分配内存空间时，不再每次从表头开始查找，而是从上次找到空闲区的下一个空闲开始查找，直到找到第一个能满足要求的的空闲区为止，并从中划出一块与请求大小相等的内存空间分配给作业。该算法能使内存中的空闲区分布得较均匀。 最佳适应算法的实现：从全部空闲区中找到能满足作业要求的、且最小的空闲分区，这种方法能使碎片尽量小。为适应此算法，空闲分区表中的空闲分区要按从小到大进行排序，从表头开始查找第一个满足要求的自由分配。 1.4 流程图 内存分配流程图，如图1-1所示。
图1-1 内存分配流程图内存回收流程图，如1-2所示。
图1-2 内存回收流程图 1.5 主要程序代码 （1）分配内存 void allocate(char z,float l) { int i,k; float ad; k=-1; for(i=0;i 目录 第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 2.1 系统的主要功能 (1) 2.2系统模块功能结构 (1) 2.3运行环境要求 (2) 2.4数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 3.1模块设计 (3) 3.2算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 5.1运行结果及分析 (4) 5.2系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7) 第1章需求分析 通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。 模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。 第2章概要设计 2.1 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： Login 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write写入文件 Delete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 2.2系统模块功能结构 2.3运行环境要求 操作系统windows xp ，开发工具vc++6.0 2.4数据结构设计 用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users; 操作系统课程设计报告 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级： 13软件工程1班 提交时间： 2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统： WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 上海电力学院 计算机操作系统原理 课程设计报告 题目名称：编写程序模拟虚拟存储器管理 姓名：杜志豪.学号： 班级： 2012053班 . 同组姓名：孙嘉轶 课程设计时间：—— 评语： 成绩： 目录 一、设计内容及要求 (4) 1. 1 设计题目 (4) 1．2 使用算法分析： (4) 1． FIFO算法（先进先出淘汰算法） (4) 1． LRU算法（最久未使用淘汰算法） (5) 1. OPT算法（最佳淘汰算法） (5) 分工情况 (5) 二、详细设计 (6) 原理概述 (6) 主要数据结构(主要代码) (6) 算法流程图 (9) 主流程图 (9) Optimal算法流程图 (10) FIFO算法流程图 (10) LRU算法流程图 (11) ．1源程序文件名 (11) . 2执行文件名 (11) 三、实验结果与分析 (11) Optimal页面置换算法结果与分析 (11) FIFO页面置换算法结果与分析 (16) LRU页面置换算法结果与分析 (20) 四、设计创新点 (24) 五、设计与总结 (27) 六、代码附录 (27) 课程设计题目 一、设计内容及要求 编写程序模拟虚拟存储器管理。假设以M页的进程分配了N 块内存（N 评定等级 操作系统课程设计 文件系统管理 学院计算机学院 专业计算机科学与技术 班级 姓名 学号 2013年1月8日 广东工业大学计算机学院制 文件系统管理 一、实验目的 模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看， 加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了 解。 二、实验内容和要求 编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete 等文件命令，对文件进行操作。以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计 4.详细设计 5.测试 6.总结 三、可行性分析 1、技术可行性 对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性 课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性 自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。 四、需求分析 编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索 五、概要设计 为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录 UFD （User File Directory ）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件 控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory ）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目录项，其目录项中包括用户名和指向该用户目 录的指针。 简单文件系统的设计及实现 一、实验目的： 1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解 2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 二、实验内容： 1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。 2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。 3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作 4、算法与框图 ?因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。 ?文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。 ?程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD）； 打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录） 文件系统算法的流程图如下 三、工具/准备工作： 在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。并做以下准备： 1) 一台运行Windows 2000 Professional或Windows 2000 Server的操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版 四、实验要求： （１）按照学校关于实验报告格式的要求，编写实验报告（含流程图）； （２）实验时按两人一组进行分组，将本组认为效果较好的程序提交检查。 某某大学 课程设计报告课程名称：操作系统课程设计 设计题目：模拟实现文件系统 系别：计算机系 专业：计算机科学与技术 组别： 学生姓名: 学号: 起止日期: 指导教师: 目录 目录 0 第一章需求分析 (1) 1.1 课程设计题目 (1) 1.2 课程任务及要求 (1) 1.3课程设计思想： (1) 1.4软硬件运行环境及开发工具： (2) 第二章概要设计 (3) 2.1流程图 (3) 2.2用到的原理 (3) 第三章详细设计 (4) 第四章调试与操作说明 (9) 4.1用户登陆界面 (9) 4.2创建文件界面 (9) 4.3删除文件界面 (10) 4.4退出界面 (10) 第五章课程设计总结与体会 (10) 第六章致谢 (11) 第七章参考文献 (11) 第一章需求分析 1.1 课程设计题目 课程设计题目：模拟实现文件系统 1.2 课程任务及要求 要求：实现文件的建立、打开、删除、关闭、复制、读、写、查询等功能 给出实现方案（包括数据结构和模块说明等） 画出程序的基本结构框图和流程图 分析说明每一部分程序的设计思路 实现源代码 按期提交完整的程序代码和可执行程序 根据要求完成课程设计报告 总结 1.3课程设计思想： 模拟实现文件系统问题是一个经典的关于文件的处理问题，包括：实现文件的建立、打开、删除、关闭、复制、读、写、查询等功能。设计思想如下：1．在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个多用户多目录的文件系统。 2．文件物理结构可采用显式链接或其他方法。 3．磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。4．文件目录结构采用多用户多级目录结构，每个目录项包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。目录组织方式可以不使用索引结点的方式，但使用索引结点，则难度系数为1.2。 5．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用。要求提供以下相关文件操作：（1）具有login (用户登录) ; 一、概述 课程设计目的、意义： 课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。 主要任务： 模拟文件系统设计是设计和实现一个简单的文件系统。内容包括： 1.建立文件存储介质的管理机制 2.建立目录（采用一级目录结构） 3.文件系统功能（显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写） ~ 4.文件操作接口（显示目录、创建、删除、打开、关闭、读、写） 二、系统设计 课程设计的系统设计： 本系统模拟一个文件管理系统，要完成对文件的基本操作，文件的基本操作有文件、文件夹的打开、新建、删除和读取写入文件，创建更改目录，列出目录内容等信息。系统建立了文件目录树，存储文件系统中的所有文 件。对于用户名下的文件，用文件目录树的分枝来存贮。采用命令行操作界面很直观，也方便用户进行操作，用户只要按照操作界面所显示的命令来操作就行了。 整体设计框架： 系统初始化界面是由创建用户存储空间，管理文件，退出系统三个模块组成。用户创建由创建用户存储空间，进入目录，删除用户存储空间，显示所有用户存储空间，等模块组成。然后各个模块再由一些小模块组成。其中创建文件，打开关闭文件，读写文件等文件操作模块包括在进入目录模块里面。 三、系统实现 课程设计主要内容的实现程序代码： 《 #include <> #include <> #include <> typedef struct file{ char name[10]; struct file *next; }File; typedef struct content{ ! char name[10]; File *file; 东莞理工学院 操作系统课程设计报告学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下： 钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 课程设计 课程名称计算机操作系统 题目名称模拟文件系统 专业班级2014级计算机科学与技术 （专升本）班 学生姓名宋欢乐、张焕、范孝礼 学号51402111042、51402111038、51402111043 指导教师邹青青 二○一四年十二月二十日 目录 1、引言 (2) 2、需求分析 (3) 3、概要设计 (4) 3.1 系统的主要功能 (4) (1) 主界面 (4) (2) Create 建立文件 (5) (3)Read 读取文件 (6) (4)Write 写入文件 (7) (5)Delete 删除文件 (9) (6)Mkdir 建立目录 (10) (7)Cd 切换目录 (11) (8)Logout 退出登录 (12) 3.2 系统模块功能结构 (12) （1）结构说明： (12) 3.3 运行环境要求 (13) 3.4 数据结构设计 (13) 3.5 数据结构说明 (14) (1)文件结构链表 (14) (2)函数介绍 (14) 4、详细设计 (15) 4.1 模块设计 (15) 4.2 算法流程图 (15) 5、系统源代码 (17) 见附录 (17) 6、系统测试及调试 (18) 6.1 运行结果及分析 (18) 6.2 系统测试结论 (22) 7、总结与体会 (23) 参考文献 (24) 附录系统的主要源代码 (25) 1、引言 计算机操作系统是计算机系统中不可缺少的基本系统软件，计算机操作系统是由硬件和软件两部分构成的。操作系统实际上是一个计算机系统中硬、软件资源的总指挥部。能有效的组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源、合理的组织计算机工作流程，控制程序的执行、并向用户提供各种服务功能，使得用户能够合理、方便、有效的使用计算机，是整个计算机系统能高效运行的一组程序模块的集合。操作系统在计算机体系中张非常重要的地位。 在现代计算机管理中，总是把程序和数据以文件的形式存储在磁盘和磁带上，供所有的或指定的用户使用。为此，在操作系统中必须配置文件管理机构。文件管理的主要任务是对任务和系统文件进行管理，以方便用户使用，并保证文件的安全性。为此，文件管理应具有对文件存储空间的管理、目录管理、文件的读写管理，以及文件的共享与保护等功能。 从计算机诞生到现在虽然只经历了短短几十年的时间，但无论是在软件还是在硬件方面，计算机都有着飞跃式的发展。随着计算机应用不断增加，计算机上所需要存储的数据和程序也日益增多，早期的文件管理方式已经不能满足现在的需要。计算机操作系统是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件的首次扩充。他在计算机系统中占据了特别重要的地位。操作系统的主要功能是进行处理机管理功能，为了进一步了解文件管理功能，我们建立了一个文件模拟系统，要求编写程序，模拟实现文件系统中关于目录及文件的操作。 操作系统课程设计报告 专业：计算机信息处理 学号：09103408 姓名：纪旻材 提交日期：2011-12-28 【设计目的】 1. 课程设计目的是通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能和内部实现。 2. 结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统。 3. 通过对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力 【设计内容】 1、delete 删除文件 2、open 打开文件 3、close 关闭文件 4、write 写文件 【实验环境】 Windows7系统 Visual studio 2010 【相关知识综述】 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。如：file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。 【设计思路】 1 主要数据结构 #define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdname,filename*/ #define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户名下最多有50个文件*/ #define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno*/ typedef struct/*the structure of OSFILE定义主文件*/ 东莞理工学院 操作系统课程设计报告 学院：计算机学院 专业班级：13软件工程1班 提交时间：2015/9/14 指导教师评阅意见： . 项目名称：进程与线程管理功能 一、设计目的 用语言来模拟进程和线程管理系统，加深对进程和线程的理解，掌握对进程和线程各种状态和管理的算法原理。 二、环境条件 系统：WindowsXP、VMWare、Ubuntu Linux 语言：C/C++ 开发工具：gcc/g++、Visual C++ 6.0 三、设计内容 1. 项目背景 计算机的硬件资源有限，为了提高内存的利用率和系统的吞吐量，就要根据某种算法来管理进程和线程的状态从而达到目的。 进程与线程管理功能完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 进程与线程管理功能 基本要求：完成基于优先级的抢占式线程调度功能，完成进程虚拟内存管理功能。 提高要求：（增加1项就予以加分） (1) 实现多种线程调度算法； (2)通过“公共信箱”进行通信的机制，规定每一封信的大小为128字节，实现两个用户进程之间通过这个“公共信箱”进行通信。 (3) 实现多用户进程并发的虚拟内存管理功能。 (4) 实现用户进程间通信功能，并用生产者/消费者问题测试进程间通信功能的正确性。 (5) 实现改进型Clock页面置换算法。 (6) 实现Cache功能，采用FIFO替换算法。 2. 扩展内容 实现多种线程调度算法:时间片轮转调度算法 四、人员分工 优先级调度算法：钟德新，莫友芝 时间片轮转调度算法：张德华，袁马龙 设计报告由小组队员共同完成。小组成员设计的代码分工如下：钟德新编写的代码：void Prinft(){ PCB *p; system("cls");//清屏 p=run; //运行队列 if(p!=NULL) { p->next=NULL; } cout<<"当前正在运行的进程："< 南通大学计算机科学与技术学院操作系统课程设计报告 专业： 学生姓名： 学号： 时间： 操作系统模拟算法课程设计报告 设计要求 将本学期三次的实验集成实现： A.处理机管理； B.存储器管理； C.虚拟存储器的缺页调度。 设计流程图 主流程图 开始的图形界面 处理机管理存储器管理缺页调度 先来先服务时 间 片 轮 转 首 次 适 应 法 最 佳 适 应 法 先 进 先 出 L R U 算 法 A.处理机调度 1)先来先服务FCFS N Y 先来先服务算法流程 开始 初始化进程控制块，让进程控制块按进程到达先后顺序让进程排队 调度数组中首个进程，并让数组中的下一位移到首位 计算并打印进程的完成时刻、周转时间、带权周转时间 其中：周转时间 = 完成时间 - 到达时间 带权周转时间=周转时间/服务时间 更改计时器的当前时间,即下一刻进程的开始时间 当前时间=前一进程的完成时间+其服务时间 数组为空 结束 2)时间片轮转法 开始 输入进程总数 指针所指的进程是 否结束 输入各进程信息 输出为就绪状态的进程的信息 更改正在运行的进程的已运行时间 跳过已结束的程序 结束 N 指向下一个进程 Y 如果存在下一个进程的话 Y N 输出此时为就绪状态的进程的信息 时间片轮转算法流程图 B.存储器管理(可变式分区管理） 1)首次适应法 分配流程图 申请xkb内存 由链头找到第一个空闲区 分区大小≥xkb？ 大于 分区大小=分区大小-xkb，修改下一个空闲区的后向指针内容为（后向指针）+xkb;修改上一个空闲区的前向指针为（前向指针）+xkb 将该空闲区从链中摘除：修改下一个空闲区的后向地址=该空闲区后向地址，修改上一个空闲区的前向指针为该空闲区的前向指针 等于 小于延链查找下 一个空闲区 到链尾 了？ 作业等待 返回是 否 登记已分配表 返回分配给进程的内存首地址 开始 操作系统课程设计 班级： 姓名： 学号： 使用语言：C++ 指导老师： 学院： 一、系统要求 1、实验目的 通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。 2、实验内容 为linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点： （1）可以实现下列几条命令（至少4条）； login 用户登陆 dir 列文件目录 create 创建文件 delete 删除文件 open 打开文件 close 关闭文件 read 读文件 write 写文件 （2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度； （3）源文件可以进行读写保护。 二、系统分析 1、设计思想 本文件为二级文件系统，即要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。 本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。 系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容： 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200 每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。整个系统的编码构成主要分为： Allstruct.h 定义了每个分区的结构体； Mysys.h 声明了对系统操作的各种方法； Myuserfile.h 声明了对文件操作的各种方法； Mymain.cpp 整个系统的主函数，操作入口； Mysys.cpp 包含了mysys.h，实现了操作系统的各种方法；Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h，实现了操作文件的各种方法； 2、主要数据结构 Allstruct.h文件的内容： struct s_user //用户区结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //用户名 char psd[20]; //密码 long address; //目录地址 }; struct s_list //目录结构体 { long isuse; //是否使用 char name[20]; //文件名字 long myaddress; //本条目录地址 long pointaddress; //指向的文件的地址 long isfile; //是否锁定 long pointsize; //目标文件的大小 long nextaddress; //下条目录的地址 }; struct s_file //文件结构体 { long isuse; //是否使用 char content[256]; //文件内容 long next; //下个文件块地址 }; 操作系统课程设计实验报告 实验名称：进程控制 姓名/学号： 一、实验目的 学习、理解和掌握Linux与windows的进行控制系统调用的功能，熟悉主要的几个系统调用命令的格式和如何利用系统调用命令进行编程。通过学习，理解如何创建一个进程、改变进程执行的程序、进程和线程终止以及父子进程的同步等，从而提高对进程和线程控制系统调用的编程能力。 二、实验内容 设计并实现Unix的“time”命令。“mytime”命令通过命令行参数接受要运行的程序，创建一个独立的进程来运行该程序，并记录程序运行的时间。 三、实验环境 CPU: Inter ×2 2.10GHz RAM: 3.00GB Windows 7 旗舰版 Linux Ubuntu 10.04 编译: VS2010 四、程序设计与实现 4.1进程控制系统的调用 4.1.1 windows进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 SYSTEMTIME starttime,endtime; //进程开始时间和结束时间 PROCESS_INFORMATION pi //该结构返回有关新进程及 //其主线程的信息 STARTUPINFO si //该结构用于指定新进程的主窗口特性4.1.2 linux进程控制调用程序中使用的数据结构及主要符号说明 struct timeval starttime,endtime //进程开始时间和结束时间 pid_t pid //进程标志符 4.2 程序流程图 图1 windows进程控制调用图2 linux进程控制调用程序运行流程图程序运行流程图 五、实验结果和分析 5.1 windows实验结果和分析 课程设计报告 课程名称操作系统课程设计 课题名称模拟实现单级目录、单级索引的索引文件系统 专业计算机科学与技术 班级 学号 姓名 指导教师周铁山 2012年1 月6日 湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称操作系统课程设计 课题模拟实现单级目录、单级索引的索引文件系统专业班级 学生姓名 学号 指导教师周铁山 审批 任务书下达日期2013 年 1 月 2 日 任务完成日期2013年 1 月 6 日 计算机10级《操作系统课程设计》任务书 一、课程设计的性质和目的 操作系统课程设计是计算机专业的专业课程，通过课程设计使学生进一步巩固课堂所学知识，全面熟悉、掌握操作系统的基本设计方法和技巧，进一步提高分析问题、解决问题及上机操作能力，为将来从事计算机工作打下一定的专业基础。 二、设计课题 课题一：模拟实现单级目录的FAT文件系统 基本思路：用二进制文件空间模拟磁盘空间，用文件块操作模拟磁盘块操作。 基本设计要求：1、实现如下文件系统功能（过程或函数）： a、挂载文件系统FILE *OPENSYS(char *filename); b、卸载文件系统int CLOSESYS(FILE *stream); c、显示目录void LISTDIR(void); d、建立文件int FCREA TE(char *filename); e、删除文件int FDELETE(char *filename); f、打开文件int FOPEN(char *filename); g、关闭文件int FCLOSE(int fileid); h、文件块读int FREAD(void *ptr, int n, int fileid); i、文件块写int FWRITE(void *ptr, int n, int fileid); j、判断文件结束int FEOF(int fileid); k、获取文件指针long FGETPOS(int fileid); l、设置文件指针int FSETPOS(int fileid, long offset); m、取得文件长度long FGETLEN(char *filename); 2、提供文件系统创建程序 3、有功能检测模块 4、为简化程序设计，假定目录区域大小固定。 文件系统空间划分： 可以使用的C语言文件操纵函数： FILE *fopen(const char *filename, const char *mode); int fclose(FILE *stream); int fseek(FILE *stream, long offset, int whence); long ftell(FILE *stream); size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream); size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t n, FILE *stream);操作系统课程设计-模拟文件系统
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