操作系统课程设计之三设计任务:模拟OS文件系统在任一OS(Window或者Dos;也可以是在Linux下,但要求能将结果演示给老师看)下,建立一个大文件,把它假象成一张盘,在其中实现一个简单的模拟OS文件系统。1、在现有机器硬盘上开辟10M(共10000个盘块,每盘块大小为1k)的硬盘空间(生成一个10M的用户文件SDisk.dat即可),作为设定的硬盘空间。2、编写一管理程序SDisk,对此空间进行管理,以模拟OS文件系统,要求:⑴、盘块大小1k⑵、空闲盘块的管理:采用位示图法⑶、文件空间管理:采用FAT(文件分配表),每个盘块号占2个字节⑷、目录项管理:①、每个目录项占用32字节,其中前8个字节(0-7)为文件名,之后跟3个字节(8-10)的扩展名,26-27字节,存放文件的第一个盘块号,最后四个字节(28-31),存放文件长度(如果目录项对应的是下一级子目录(文件),其文件长度部分为0)②、目录按文件方式管理,每个目录仅用一个盘块(即1k,最多装32个目录项)③、第0个目录项为本目录,即“.”,第0个字节为“.”,即0x2E,第26-27字节指明本目录所在盘块。④、第1个目录项为父目录,即“..”,第0,1个字节为“..”即0x2E,0x2E,第26-27字节指明父目录所在盘块。⑤、每个目录实际能放下文件或子目录30项。⑸、文件系统空间分配:①、第0个盘块(1k)存放磁盘信息(可以设定为格式说明“FAT32”、盘块大小,盘块数等内容)②、第1个盘块起,至125盘块,共125个盘块(125k)存放FAT内容③、第126、127(2个)盘块,存放位示图④、从第128盘块至10000盘块,皆为数据(区)盘块,其逻辑编号从0开始,至9872号数据盘块,即第0数据盘块为128号盘块,第1数据盘块为129号盘块,…⑤、第0数据盘块(即128号盘块),存放根目录(同样只用一个盘块作根目录),由于第0、1目录项为“.”(本目录),“..”(父目录),因此根目录下同样只能存放30个文件或目录,并且从第2个目录项开始。⑥、文件或子目录数据,放在第1数据盘块及以后的数据盘块中,由用户按需要使用。3、SDisk管理程序的功能要求如下:⑴、正常情况下,显示等待命令输入符号#⑵、改变目录命令:#cd目录名,改变当前工作目录,目录不存在时给出出错信息#cd..,返回上一级目录,如果是根目录,给出提示信息⑶、生成新目录#md目录名,创建新目录(需要更改FAT内容和位示图内容)⑷、删除目录#rd目录名,删除目录,如果目录不存在时给出出错信息(需要更改FAT内容和位示图内容)⑸、显示目录#dir,显示指定目录下或当前目录下的信息,包括文件名、扩展名、物理地址(文件或目录第一个盘块号)、文件长度、子目录⑹、创建新文件#CreateFile文件名.扩展名文件长度,根据文件名.扩展名,创建一个目录项(fcb),根据文件长度和位示图中空闲盘块情况,分配足够多的连续盘块,给新文件(需要更改FAT内容和位示图内容)。⑺、删除文件#DelFile文件名.扩展名,在文件所在的目录项中,将第一个字节变为0xE5,并同时修改FAT内容和位示图内容;如果文件不存在,给出出错信息⑻、文件拷贝#CopyFile老文件,新文件,为新文件创建一个目录项,并将老文件内容复制到新文件中,并同时修改FAT内容和位示图内容⑼、显示位示图内容#ShowBitMP,将位示图内容(已有信息部分),显示在屏幕上(按十六进制)⑽、显示FAT内容#ShowFAT,将FAT内容(已有信息部分),显示在屏幕上(按十六进制)4、程序的总体流程为:⑴、输出提示符#,等待接受命令,分析键入的命令;⑵、对合法的命令,执行相应的处理程序,否则输出错误信息,继续等待新命令(1、请参考“03.FAT32文件系统简介.doc”中,有关文件系统的规定;2、请参考WinHex中,目录所显示的信息进行编程)//关于FAT和MAP表的解释//用bitset库,做MAP的是否判断,因为作业要求从数据块从128位开始,所以bitset的前128位被置为-1,同样FAT表也是,其次,MAP表和FAT表同样是用数组方式做保存,这样就略过了是对具体地址的操作,从数组的下标很容易的定位,关于对FAT表和MAP表的用法1.当要用到数据块是,查询MAP表(因为只做比较查询即可),查询到的未用位置置1,然后在FAT表上进行相应记录,在本程序做出的规定是,当文件夹FAT表做-1,若是文件则按照FAT做对应的顺序记录,最后一块同样是-1结束,2.回收的时候,是按照FAT表的首项,做顺序置0,然后MAP也在相应位置置0#includeiostream#includestdio.h#includestdlib.h#includestring#includebitset/***********************************************************///AUTHOR:CHENLOG//ENVIROMENT:VC2008WIN7//DATE:2011-6-5VERSION1.0/***********************************************************/usingnamespacestd;constintBLOCKNUM_SIZE=2;//盘块号大小constintBLOCK_SIZE=1024;//一个盘块大小数constintBLOCK_NUM=10001;//盘块数量constintDISK_SIZE=1024*1000*10;//磁盘大小constintLIST_SIZE=32;//目录项大小constintMAP_SIZE=10001;//MAP长度constintFATNUM=125;//FAT的盘块数第块没有用constintFATLIST=512;//每个盘口FAT的记录数constintDATABEG=128;//数据项开始FAT号structFCB{charfname[8];//文件名charexname[3];//扩展名shortfnum;//首块号intlength;//文件大小,目录则文件大小为;};structfatid{shortid[FATNUM*FATLIST];//FAT大小512个记录一块}*FAT;structmap{bitsetMAP_SIZEmaplist;}*MAP;structDIR{structFCBlist[LIST_SIZE+1];}*filedir;intcurrentid=128;//当前FAT号intcurrentdir=128;//当前目录块号初始化是+1由于第个单元没有使用char*file;//磁盘的首地址char*FilePath=myfat;//window文件保存地址FILE*fp;//window文件地址stringCURRENT=root\\;//当前路径charcmd[30];//输入指令charcommand[16];/**对文件存储器进行格式化*创建根目录**/voidfindBit(structmap*MAP){}voidinit(structfatid*FAT){inti,j;for(i=1;iFATNUM*FATLIST;i++)//第块不使用{if(iDATABEG)FAT-id[i]=0;elseFAT-id[i]=-1;}}voidformat(){booli;FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);//当前FAT地址MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);//初始化位示图init(FAT);FAT-id[0]=9872;filedir=(structDIR*)(file+(FATNUM+1+2)*BLOCK_SIZE);//当前目录指针地址FAT-id[128]=-1;FAT-id[0]=9872-1;strcpy(filedir-list[0].fname,.);strcpy(filedir-list[0].exname,dir);filedir-list[0].fnum=currentdir;filedir-list[0].length=0;strcpy(filedir-list[1].fname,..);strcpy(filedir-list[1].exname,dir);filedir-list[1].fnum=currentdir;filedir-list[1].length=0;fp=fopen(FilePath,w+);fwrite(file,sizeof(char),DISK_SIZE,fp);fclose(fp);printf(初始化已经完成,现在可以进行操作了!\n\n);}/**创建子目录*/intmkdir(char*str){inti,j;intblockid;//将要创建的FAT号intblockdir;//将要创建的目录块号intlistnum;//目录块内编号structfatid*flagid;structDIR*dir;//当前目录指针structmap*MAP;structfatid*FAT;if(strcmp(str,)==0){printf(目录名称不能为空\n);return0;}dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);MAP=(structmap*)(file+(FATNUM+1)*BLOCK_SIZE);FAT=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);for(i=DATABEG+1;iBLOCK_NUM;i++)//从128块数据块实际上的块开始搜索{if(MAP-maplist[i]==0)break;}if(iBLOCK_NUM){printf(内存不足\n);return0;}MAP-maplist[i]=1;//map置即已用dir=(structDIR*)(file+(currentdir)*BLOCK_SIZE);for(i=2;iLIST_SIZE;i++){if(strcmp(dir-list[i].fname,str)==0){printf(目录下有同名文件夹\n);return0;}}for(i=2;iLIST_SIZE;i++){if(strcmp(dir-list[i].fname,)==0)//有空的目录块且无重名,第一版本的时候与上面的循环放在一起,存在一个情况是前面的建立的目录删除后,直接被同名的覆盖了break;if(iLIST_SIZE){printf(内存不足\n);return0;}}flagid=(structfatid*)(file+BLOCK_SIZE);//fat首位地址for(j=DATABEG+1;jBLOCK_NUM;j++){if(flagid-id[j]==0){blockdir=j;break;}}strcpy(dir-list[i].fname,str);dir-list[i].fnum=blockdir;strcpy(dir-list[i].exname,dir);dir-list[i].length=0;dir=(structDIR*)(file+blockdir*BLOCK_SIZE);//为新目录项创建根目录strcpy(dir-list[0].fname,.);strcpy(dir-list[0].exname,dir);dir-list[0].fnum=blockdir;dir-list[0].length=0;strcpy(dir-list[1].fname,..);strcpy(dir-list[1].exname,dir);dir-list[1].fnum=currentdir;dir-l