操作系统课程设计报告2014217151.docx

计算机操作系统课程设计报告 设计题目：磁盘文件系统：建立基于磁盘存储设备的FAT文件系统 学生姓名： 李勤阳 学 号： 2014217151 专业班级： 计算机科学与技术14-3班 指导教师： 田卫东老师 院系名称： 信息工程系 2016.12.25目录（一）课程设计任务、要求、目的（二）原理及算法描述（三）开发环境（四）重要算法和设计思路描述（五）程序实现数据结构（六）程序实现程序清单（七）总结（八）参考文献（一）课程设计任务、要求、目的分配一定容量的磁盘存储空间，作为文件存储空间建立相应的文件系统，使用FAT文件系统为文件系统设计相应的数据结构来管理目录，磁盘剩余空间，已分配空间提供文件的创建，删除，读写，改名等功能提供良好的界面提供虚拟磁盘转储的功能，可将信息存入磁盘，还可从磁盘中读入内存（2） 原理及算法描述1. 由于要分配一定容量的 磁盘存储空间 , 所以申请一块指定大小的文件作为用户的磁盘, 如 C.dsk2. 分配磁盘空间后要以特定字节填充使得磁盘大小满足要求，然后格式化为FAT格式本课程设计是实现了一个FAT16, 格式化的过程要给磁盘分为几个区： 保留扇区(含DBR) , FAT表区 ， 根目录区 ， 数据区 . 初始时候没有文件数据，所以只需将DBR包括JMP指令，OEM信息，BPB 等信息写入保留扇区引导区, 并初始化FAT区的前4个字节为 F8 FF FF FF .3. 目录项DIR结构用来管理目录， 通过已使用目录项中存的文件大小信息和BPB中存的信息可计算出已分配空间和剩余空间大小4. 通过 CreateFile , ReadFile , WriteFile , DeleteFile 和 RenameFile 等函数实现了文件的 创建、读写、删除、改名等功能（三）开发环境IDEgcchexdump（四）重要算法和设计思路描述1. 整个磁盘的读写 包括系统区的初始化和文件的读写 主要是通过封装的对扇区(512Bytes的数据单位)的读写writeSector 和 readSector 来实现的。2. 各个区域始址的寻找主要通过BPB中包含的本磁盘信息计算出来的。3. 文件区由于以簇(可包含多个扇区)为单位进行读写，所以用到一个簇与扇区转换的工具函数 clusIDtoSectorID4. 另外文件名存储由于要DOS的8.3格式，所以用到一个 formatFilename 的函数用来转换（5） 程序实现数据结构/BPB部(BIOS Parameter Block)DBR中关于分区的信息typedef struct _BPBBYTE BytesPerSector2;BYTE SectorsPerClus;BYTE ResvdSectors2;BYTE FATCount;BYTE DirCount2;BYTE Resvd12;BYTE MediaDiscr;BYTE SectorsPerFAT2;BYTE Resvd212;_BPB, *pBPB;/DBR区(DOS BOOT RECORD), 512字节即0扇区typedef struct _DBR2016/12/25 report.mdfile:/home/haibin/OS/final_work/report.md 2/2BYTE jmp3;BYTE oemInfo8;_BPB BPB;BYTE reserved476;DBR, *pDBR;/待定义typedef struct _DATEBYTE info2;DATE, *pDATE;/待定义typedef struct _TIMEBYTE info2;TIME, *pTIME;/目录项。32字节typedef struct _DIRchar name8;char ext3;BYTE attribute;BYTE reserved10;TIME modifyTime;DATE modifyDate;WORD firstCluster;WORD fileSize2;DIR, *pDIR;（六）程序实现程序清单见附件部分（七）总结 通过对磁盘上开辟文件，分割文件内部区域，分为系统区，用户区。通过文件指针的读写来模拟逻辑上的磁盘文件管理系统。想法非常有创意，实现的难度较高。主要在于对文件（模拟磁盘）创建时的大小计算,要包含文件本身大小以及fat表和目录项的分配，基于此初始化引导扇区的BPB。相关功能的设计也要注意参数的传递比如文件指针的约束。防止发生段越界。 对于不同分区字节的限制也异常关键，在具体实现过程中就发生过保留扇区个数限制错