计算机科学与技术学院
2018－2019学年第一学期
《操作系统》实验报告
班级： XXXXXXX
学号： XXXXXXXXX
姓名： XXX
教师： XXX
成绩：
1. 题目分析
1.1 设计目的
深入了解磁盘文件系统的实现。
1.2 设计内容
（1）设计一个简单的文件系统，用文件模拟磁盘，用数组模拟缓冲区，要求实现：
（2）支持多级目录结构，支持文件的绝对读路径；
（3）文件的逻辑结构采用流式结构，物理结构采用链接结构中的显示链接方式；（4）采用文件分配表；
（5）实现的命令包括建立目录、列目录、删除空目录、建立文件、删除文件、显示文件内容、打开文件、读文件、写文件（追加方式）、关闭文件、改变文件属性。
（6）最后编写主函数对所做工作进行测试。
1.3 相关知识概述
（1）文件的操作：①创建文件；②删除文件；③读文件；④写文件；⑤设置文件读/写位置。
（2）文件的逻辑结构：从用户的观点出发所能观察到的文件组织形式，即问价是由一系列的逻辑记录组成的，是用户可以直接处理的数据及其结构。
文件的物理结构：系统将文件存储在外存上所形成的一种存储组织形式，用户不可见。
（3）磁盘空间的管理:采取合理的文件分配方式，为每个文件分配必要的存储空间，使每个文件都能“各得其所”，并能有效减少磁盘碎片。
（4）磁盘目录结构
2. 实验设计
2.1基本设计思路
用一个文件模拟磁盘：
FAT 根
目
录目
录
1
目
录
2
目
录
3
目
录
4
…文
件
1
文
件
2
…
文件分配表FAT（128B）：
第几项0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 …内容-1 -1 -1 4 9 0 7 8 -1 12 …
根目录（64B）
目录1（64B）
目录6（64B）目录
……….
实验中，模拟的磁盘有128块，每块64B，故文件分配表有128项，每项3一个字节，共占磁盘的前两块，盘块编号0、1；根目录紧邻在文件分配表后面，占编号为2的盘块。
8B8B8B8B8B8B8B8B
文件管理系统要实现的功能包括：
（1）磁盘操作：
①磁盘分配
（2）目录操作：
①建立目录
②显示目录内容
③删除空目录
（3）文件操作：
①建立文件
②打开文件
③关闭文件
④读文件
⑤写文件
⑥删除文件（磁盘回收）
⑦显示文件内容
⑧改变文件属性
⑨使用绝对路径名查找文件
（4）对数据结构——已打开文件表的操作：
①在已打开文件表中查找某文件
②将文件从已打开文件表中删除
③将某文件插入已打开文件表
2.2 主要数据结构描述
1、每个目录项的数据结构（8B）：
typedef struct
{
char name[3]; // 文件/目录名
char type[2]; //文件类型目录未使用字节（填充空格）int attribute;//属性
int startnum; //起始盘块号
int length;//文件长度目录未使用字节（填充0）
}DF_item;
2、已打开文件表项类型：
typedef struct {
char name[20]; //文件绝对路径名
char attribute; //文件的属性，用1个字节表示，所以采用char类型
int number; //文件起始盘块号
int length; //文件长度，文件占用的字节数
int flag; //操作类型，用“0”表示以读操作方式开文件，用“1”表示写操作方式打开文件
pointer read; //读文件的位置，文件打开时dnum为文件起始盘块号，bnum为“0”
pointer write; //写文件的位置，文件刚建立时dnum为文件起始盘块号，bnum 为“0”，打开文件时dnum和bnum为文件的末尾位置
}OFILE;
3、已打开文件登记表：
struct{
OFILE file[n]; //已打开文件登记表
int length; //已打开文件登记表中登记的文件数量
}openfile;
2.3 主要算法描述
（1）磁盘分配：
（2）对已打开文件表的操作： ①在已打开文件表中查找某文件：
开始
找到文件分配表第 x 项， i=x
第 i 项值是否为
第 i 项是否为最后 一项？
磁盘满，分配失败
结束
i=i+1
分配第 i 块
N
Y
N
Y
图 2-10 分配一个磁盘块的流程图
②将某文件从已打开文件表中删除
结束 查找路径名为 pname 的文件
i=0
i 为已打开文件 表一栏？
查找成功 结束
查找失败
i=i+1
文件路径名相
符？
N
N
Y
Y
开始
删除路径名为 n ame 的文件 在已打开文件表中查找路
径名为 n ame 的登记项
i 找到该文件登记
项？
删除第 i 项：
openfile.file[i]=openfile[openfile.length-1]
openfile.length=openfile.length-1
结束
文件没有打开， 删除失败
N
Y 图2-13 在已打开文件表中查找某文件
图2-14 将某文件从已打开文件表中删除的流程图
