模拟unix系统说明书.docx

《模拟UNIX系统说明书》 本课程设计旨在实现一个模拟的多用户多级目录结构的文件系统，让学生深入理解UNIX操作系统的文件系统原理。设计中，我们将利用Linux操作系统作为开发环境，通过创建一个大容量的文件作为虚拟文件系统的存储卷，进而实现文件的创建、打开、读写、删除以及目录的创建与删除等核心功能。 在设计环境中，我们依托于Linux提供的文件管理功能调用，创建一个模拟的文件系统。这个系统基于UNIX的树形目录结构，每个目录被视为一个目录文件，由多个目录项组成。每个目录项包含一个文件的i节点号（16B）和文件名（14B）。i节点号作为文件在内存储存的标识，文件名则作为外部标识，两者之间的对应关系构成了文件查找的基础。 文件系统以512B的块为单位进行划分，从0开始编号，直至达到最大容量，形成一个完整的文件卷。在我们的设计中，1MB的内存被划分为块，编号从0到BLKMAX-1。文件的读写操作将以块为单位进行，确保每次操作始于块大小的整数倍，这有助于提高读写效率。 在设计思想方面，我们强调了文件的访问权限管理，这是UNIX系统中一个至关重要的特性。通过设置不同的权限，可以控制不同用户对文件的访问权限，确保系统安全。此外，多级目录结构允许用户组织文件更加有序，方便查找和管理。 详细设计部分涵盖了以下几个关键点： 1. 数据结构：包括文件的i节点、目录项、文件控制块（FCB）等，它们共同构成了文件系统的核心数据结构。i节点存储了文件的元信息，如所有者、权限、文件大小和数据块位置。FCB则用于在内存中跟踪打开文件的状态。 2. 功能函数：设计了一系列函数来实现文件系统的各项操作，如`mkdir`用于创建目录，`rmdir`用于删除目录，`create`用于创建文件，`open`和`close`分别用于打开和关闭文件，`read`和`write`用于读写文件，`unlink`用于删除文件。 3. 文件系统的实现：包括文件分配、目录查找、权限检查等算法的设计。文件分配通常采用连续分配、链接分配或索引分配策略，而目录查找则依赖于文件名和i节点号的映射。 设计总结中，我们将回顾整个设计过程，分析遇到的问题及解决方案，同时评估设计的效率和可行性。参考文献部分列出了在设计过程中参考的技术文档、书籍或在线资源，以供进一步学习和研究。 附录可能包含源代码片段、调试日志或其他辅助材料，以帮助理解设计的具体实现细节。 通过这次课程设计，学生不仅能掌握文件系统的理论知识，还能提升实际编程和系统设计能力，更好地理解和应用UNIX系统的核心概念。