操作系统课程设计-简单多用户文件系统

简单多用户文件系统设计数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 操作系统课程设计课程代码:题目: 简单多用户文件系统设计年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间: 2011 年 12 月 12 日完成时间: 2011 年 12 月 26 日课程设计成绩:学习态度及平技术水平与实说明书,计算书、图纸、总分创新,5, 时成绩,30, 际能力,20, 分析报告,撰写质量,45, ,100,指导教师签名: 年月日1简单多用户文件系统设计教师评语简单多用户文件系统设计《操作系统原理》课程设计任务书学院名称: 专业: 年级:一、设计题目简单多用户文件文件系统设计—文件数据操作处理二、主要内容本课程设计完成一个简单多用户文件系统，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

三、具体要求在WINDOWS系统环境下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:adduser 增加用户 cp 拷贝文件login 用户登录 rename 重新命名文件exit 注销登录 rm 删除文件rmuser 删除用户 create 创建文件passwd 改变用户口令 open 打开文件chown 改变文件拥者 close 关闭文件chmod 改变文件权限 read 读文件dir 列文件目录 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。

(4) 要求该同学配合统组其他同学一起完成总体设计，并自己单独完成文件数据操作处理exit、open、close、read、write)的实现。

有关命令(adduser、login、四、主要技术路线提示(1) 要求利用结构化或面向对象的方法完成系统的设计; (2) 要求在设计的过程中，建立清晰的层次关系;(3) 在系统的设计中，尽量采用面向对象的机制。

(4) 开发环境:Windows XP 或Windows 2000 (5) 编程语言建议采用C++，也可以采用其他语言。

《操作系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握操作系统的基本概念，包括进程、线程、内存管理、文件系统等核心知识；2. 了解操作系统的历史发展，掌握不同类型操作系统的特点及使用场景；3. 掌握操作系统的性能评价方法和常用的调度算法。

技能目标：1. 培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力，如分析系统性能瓶颈、优化系统资源分配等；2. 培养学生具备基本的操作系统编程能力，如进程创建、线程同步、文件操作等；3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，通过小组讨论和项目实践，学会共同解决问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统学科的兴趣，激发学生的学习热情，使其形成积极向上的学习态度；2. 培养学生具备良好的信息素养，尊重知识产权，遵循法律法规；3. 培养学生的创新精神和批判性思维，敢于质疑、勇于探索，形成独立思考的能力。

课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在让学生掌握操作系统的基本原理和实现方法，提高学生的系统分析和编程能力。

学生特点：学生具备一定的编程基础和计算机系统知识，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。

教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，通过案例分析和项目实践，帮助学生将所学知识内化为具体的学习成果。

在教学过程中，关注学生的学习进度和反馈，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

二、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的定义、发展历程、功能、类型及特点，对应教材第一章内容。

- 操作系统的起源与发展- 操作系统的功能与类型- 操作系统的主要特点2. 进程与线程：讲解进程与线程的概念、状态、调度算法，对应教材第二章内容。

- 进程与线程的定义与区别- 进程状态与转换- 进程调度算法3. 内存管理：分析内存管理的基本原理、策略和技术，对应教材第三章内容。

- 内存分配与回收策略- 虚拟内存技术- 页面置换算法4. 文件系统：介绍文件系统的基本概念、结构、存储原理，对应教材第四章内容。

计算机系课程设计实验报告课程名称操作系统课程设计实验学期 2012 至 2013 学年第 1 学期学生所在系部计算机与信息管理系年级 2010 专业班级计算机001班学生姓名学号任课教师实验成绩计算机系制一个简单的文件系统的详细设计一、实验目的（1）阅读并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）了解设计一个n个用户的文件系统，每个用户可以保存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、实验要求1、阅读所给文件系统源程序，并加注释（注释量达60%），2、修改、完善该系统，画出所设计的文件系统的详细流程图。

三、文件系统功能设计1. 功能设计该文件系统是一个多用户、多任务的文件系统。

对用户和用户的文件数目并没有上限。

也就是说该系统允许任何用户申请空间，而且在其目录下的文件数目并不做任何的限制。

该系统可以支持的操作命令如下：①bye——用户注销命令。

当使用该命令时，用户退出系统，注销该用户功能设计并回到登陆界面。

命令格式：bye②close——删除用户注册信息命令。

执行该命令后，用户在系统中的所有信息，包括该用户目录下的所有文件都被删除。

命令执行完成后返回登陆界面。

命令格式：close③create——在当前目录下创建一个文件，且该文件不能跟当前已有的文件重名。

该文件的管理信息登记在用户文件信息管理模块中。

执行完该命令后回到执行命令行。

命令格式：create>file1其中：“>”符为提示符，file1为要创建的文件名。

④delete——删除当前用户目录下的一个文件，命令执行完毕返回至命令行。

命令格式：delete>file1其中：file1为要删除的文件名。

⑤list——显示当前注册目录下的所有文件信息，包括文件名、文件长度、文件操作权限。

long next; //下个文件块地址};6.设计结果与分析(1)、使用Microsoft Visual C++6.0建立文件系统所需的编码文件，建立完成后进行编译，经多次修改无误后运行进入系统。

首次进入系统，还没有文件系统，则会提示生成虚拟磁盘文件，格式化文件系统，创建分区，并初始化分区。

系统的初始化要完成文件系统的建立，包括以下几部分：请求内存、设置位示图、初始化文件索引、初始化文本块链表、初始化系统的当前状态、创建一个根目录做为系统的根。

生成虚拟磁盘文件如图8所示。

图8 生成虚拟磁盘文件(2)、系统初始化后，没有用户，提示创建用户，在输入用户名及两次登录密码后，验证用户名是否有效，若有效则将用户名及登录密码添加进入存储系统，使用户下次能正常登录系统，新用户创建完成。

用户创建成功后出现对系统操作的菜单，此时菜单中的注册菜单功能即创建新用户的过程。

创建新用户如图9所示。

图9 创建新用户(3)、用户登录，验证登录用户的身份，用户登录成功后会初始化当前用户等一系列的系统当前信息，显示当前用户下的所有文件及其详细信息，同时显示对文件操作的菜单。

如图10所示。

图10 用户登录及文件操作菜单(4)、新注册的用户默认为没有文件，选择创建文件功能项，输入文件名称，文件长度及文件的锁定状态，文件新建成功，并且每次对文件操作后显示当前用户的所有文件和操作菜单。

新建文件功能如图11所示。

图11 新建文件(5)、对文件查看，默认创建的时候用0填充文件内容，如图12所示。

图12 查看文件内容(6)、接收修改文件内容命令后，等待用户输入要修改的文件名，然后输入修改的内容，用户输入完毕，按回车键（Enter），结束修改。

修改文件内容如图13所示。

图13 修改文件内容(7)、当新建的文件为锁定状态，不能被删除。

对文件的锁定进行装换，将锁定状态的文件转换成自由读写状态，用户可随意对文件进行删除操作。

图14 锁定状态转换(8)、当文件处于自由读写状态时可对文件进行删除操作，删除文件并不真正清理文件的物理存储内容，只是将文件的有效状态更改为无效。

课程设计报告课程名称：操作系统课程设计题目：多用户多级目录文件系统的实现姓名：系：专业：年级：学号：指导教师：职称：2011-2012学年第一学期目录1.设计思想说明 (1)2.系统结构说明 (1)3.数据结构说明 (2)3.1开发环境 (2)3.2数据存储 (2)3.3数据结构 (2)3.3.1数据块在内存中的物理结构 (2)3.3.2文件索引结构 (2)3.3.3文件系统中文件元素的结构（含文件夹和文件） (3)3.3.4文件系统结构 (3)3.3.5文件系统的当前运行状态 (4)3.3.6用户结构 (4)4.各主要模块的算法流程图 (4)4.1整体思路概述 (4)4.1.1login (用户登录) (4)4.1.2系统初始化 (5)4.1.3文件的创建： create (5)4.1.4文件的打开：open (6)4.1.5文件的读：read (7)4.1.6文件的写：write (8)4.1.7文件关闭：close (10)4.1.8删除文件：delete (10)4.1.9创建目录（建立子目录）：mkdir (11)4.1.10改变当前目录：cd (12)4.1.11列出文件目录：dir (14)4.1.12退出：logout ......................... 错误！未定义书签。

4.2算法流程图................................... 错误！未定义书签。

5.使用说明书 (15)5.1登录 (15)5.2新建目录和列出文件目录 (16)5.3改变当前目录 (16)5.4文件的创建 (16)5.5文件的打开 (17)5.6文件的写 (17)5.7文件的读 (17)5.8文件的关闭 (17)5.9文件的删除 (17)5.10返回根目录 (18)5.11退出 (18)6.总结........................................... 错误！未定义书签。

操作系统课程设计：文件系统一、引言文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，负责管理计算机存储设备上的文件和目录。

一个高效可靠的文件系统对于操作系统和用户来说都至关重要。

在操作系统课程中，设计一个文件系统是一项重要的任务，可以帮助学生深入了解文件系统的原理和实现细节。

本文档将介绍一个简单的文件系统设计，旨在帮助初学者理解文件系统的基本概念和工作原理。

我们将首先介绍文件系统的基本概念，然后讨论文件系统的设计思路和关键组成部分。

最后，我们将讨论如何实现和测试文件系统。

二、文件系统的基本概念文件系统是操作系统提供的一种存储管理机制，用于将文件组织成有层次的结构并提供对文件的访问和管理。

在一个文件系统中，文件被组织成目录（或文件夹）的层次结构，用户可以使用文件路径来访问文件和目录。

文件系统通常提供以下功能： - 文件和目录的创建、删除和重命名 - 文件和目录的读取和写入 - 文件和目录的权限管理 - 文件的共享和保护 - 文件的存储管理三、设计思路在设计文件系统时，需要考虑以下几个关键方面：1. 文件系统的组织结构文件系统可以采用不同的组织结构，常见的包括层次结构、网络结构和日志结构。

在设计文件系统时，需要根据具体需求选择合适的结构。

2. 文件和目录的管理文件系统需要提供对文件和目录的管理功能，包括创建、删除、重命名和移动等操作。

此外，还需要支持文件和目录的权限管理，确保只有授权用户可以进行相应操作。

3. 文件的存储管理文件系统需要负责将文件存储在磁盘或其他存储设备上，并提供高效的读写操作。

存储管理的关键是如何将文件划分为适当大小的块并将它们存储在存储设备上。

4. 文件的共享和保护文件系统需要支持文件的共享和保护。

共享可以使多个用户同时访问同一文件，保护则确保只有合法用户可以进行读写操作。

四、文件系统的关键组成部分一个典型的文件系统通常由以下几个关键组成部分构成：1. 文件控制块（FCB）文件控制块是文件系统中一个重要的数据结构，用于记录文件的相关信息，包括文件名、大小、权限和存储位置等。

简单多用户文件系统设计数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 操作系统课程设计课程代码:题目: 简单多用户文件系统设计年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间: 2011 年 12 月 12 日完成时间: 2011 年 12 月 26 日课程设计成绩:学习态度及平技术水平与实说明书,计算书、图纸、总分创新,5, 时成绩,30, 际能力,20, 分析报告,撰写质量,45, ,100,指导教师签名: 年月日1简单多用户文件系统设计教师评语简单多用户文件系统设计《操作系统原理》课程设计任务书学院名称: 专业: 年级:一、设计题目简单多用户文件文件系统设计—文件数据操作处理二、主要内容本课程设计完成一个简单多用户文件系统，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

三、具体要求在WINDOWS系统环境下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:adduser 增加用户 cp 拷贝文件login 用户登录 rename 重新命名文件exit 注销登录 rm 删除文件rmuser 删除用户 create 创建文件passwd 改变用户口令 open 打开文件chown 改变文件拥者 close 关闭文件chmod 改变文件权限 read 读文件dir 列文件目录 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。

(4) 要求该同学配合统组其他同学一起完成总体设计，并自己单独完成文件数据操作处理exit、open、close、read、write)的实现。

有关命令(adduser、login、四、主要技术路线提示(1) 要求利用结构化或面向对象的方法完成系统的设计; (2) 要求在设计的过程中，建立清晰的层次关系;(3) 在系统的设计中，尽量采用面向对象的机制。

(4) 开发环境:Windows XP 或Windows 2000 (5) 编程语言建议采用C++，也可以采用其他语言。

课程设计文件系统使用一、教学目标本课程的目标是使学生掌握文件系统的基本概念、原理和实用技巧。

通过本课程的学习，学生应能够：1.知识目标：理解文件系统的基本概念，包括文件、目录、磁盘空间管理等；掌握文件系统的常用命令和操作，如文件创建、删除、复制、移动等。

2.技能目标：能够独立完成文件系统的日常管理和维护工作，如磁盘碎片整理、文件备份和恢复等；能够根据实际需要，定制个性化的文件管理系统。

3.情感态度价值观目标：培养学生对文件系统重要性的认识，使学生能够自觉地维护和合理地使用文件系统，提高工作效率和生活品质。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.文件系统概述：介绍文件系统的基本概念、原理和功能，使学生对文件系统有一个整体的认识。

2.文件系统的常用命令和操作：详细讲解文件系统的常用命令和操作，并通过实际操作使学生熟练掌握。

3.文件系统的管理和维护：介绍文件系统的管理和维护方法，如磁盘空间管理、文件备份和恢复等，使学生能够独立完成文件系统的日常管理和维护工作。

4.文件系统的定制：讲解如何根据实际需要，定制个性化的文件管理系统，提高工作效率。

三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、操作演示法、案例分析法和讨论法等。

1.讲授法：通过讲解文件系统的基本概念、原理和功能，使学生对文件系统有一个整体的认识。

2.操作演示法：通过实际操作演示，使学生熟练掌握文件系统的常用命令和操作。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解文件系统的管理和维护方法，以及如何定制个性化的文件管理系统。

4.讨论法：通过分组讨论，激发学生的学习兴趣，培养学生的独立思考和解决问题的能力。

四、教学资源本课程的教学资源主要包括教材、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的文件系统知识。

2.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，辅助讲解文件系统的概念和操作。

3.实验设备：提供足够的实验设备，使学生能够进行实际操作，巩固所学知识。

题目一模拟操作系统设计设计一个模拟操作系统管理程序，实现以下管理功能：1．内存管理功能2．文件管理功能3．磁盘管理功能题目二虚拟存储器各页面置换算法的实现与比较内容：设计一个虚拟存储区和内存工作区，通过产生一个随机数的方法得到一个页面序列，假设内存给定的页面数由键盘输入，分别计算使用下述各方法时的内存命中率：先进先出算法〔FIFO〕、最近最少使用算法〔LRU〕、最正确淘汰算法〔OPT〕、最少页面算法〔LFU〕等。

题目三文件系统设计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。

内容：为Linu*系统设计一个简单的二级文件系统，以实现以下功能：1．可以实现以下几条命令（1）login 用户登录（2）dir 文件目录列表（3）creat 创立文件（4）delete 删除文件（5）open 翻开文件（6）close 关闭文件（7）read 读文件（8）write 写文件2．实验提示〔1〕首先确定文件系统的数据构造：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在磁盘，这样便于查找和修改。

〔2〕用户创立的文件，可以编号存储于磁盘上。

如file0、file1、file2……等，并以编号作为物理地址，在目录中进展登记。

[清华大学?操作系统教程? *丽芬编著题目四设计一个按时间片轮转法进程CPU调度的程序。

提示：〔1〕假设系统有5个进程，每个进程用一个进程控制块PCB来代表，PCB中包含进程名、指针、到达时间、估计运行时间、进程状态表。

其中，进程名即为进程进标识。

〔2〕为每一个进程设计一个要示运行时间和到达时间。

〔3〕按照进程到达的先后顺序排成一个循环队列，再设一个队首指针指向第一个到达的进程首址。

〔4〕执行处理机调度时，开场选择队首的第一个进程运行。

另外再设一个当前运行进程指针，指向当前正运行的进程。

〔5〕由于本实验是模拟实验，所以对被选中进程并不实际启运运行，只是执行：a.估计驼行时间减1b.输出当前运行进程的名字。

操作系统课程设计题目文件系统学院计算机学院专业计算机科学与技术年级班别 10级7 班学号 3110006154 学生姓名指导教师刘老师20年月日文件系统一、课程设计的内容：模拟文件系统实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和管理方法，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。

通过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。

二、可行性分析：可行性分析是通过对项目的主要内容和配套条件，并通过对各方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后所带来的影响，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，是一种综合性的系统分析方法。

可行性分析应具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。

这里以三个方面来分析此次设计：经济可行性、技术可行性、法律可行性。

1、经济可行性：编写该文件系统，只需要用到PC机和VC++6.0编程软件，不需要花费金钱，所以，在经济方面，这个课程设计适合做。

2、技术可行性：在做这个课程设计，事先需要掌握的知识有C/C++语言，数据结构，操作系统，PC机的基本操作和VC++6.0软件的使用方法等。

目前，这些知识都已经学习并掌握了，所以在技术方面，这个课程设计也适合做。

3、法律可行性：做这个课程设计，只是为了掌握文件系统的基本内容，提升自己的编程能力，没有违反法律法规，所以，在法律方面，这个课程设计也适合做。

三、需求分析1．设计一个多用户多级目录文件管理系统。

2．要设计多个实用命令并设置文件保护措施。

3．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用，界面要为用户提供足够的选择信息，不需用户打入冗长的命令4. 功能简介：①多用户管理，多级目录形式。

②基本的文件操作功能，如新建文件、打开文件、写入文件、关闭文件、读取文件等。

③用户间文件的共享功能四、概要设计(逻辑图)1.系统结构图:2、界面简单说明该系统主要分为两个界面，用户操作界面及文件操作管理界面。