08級(jí)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)安排基本原理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案Ev、al數(shù)ua據(jù)ti結(jié)on構(gòu)on及l(fā)y程.序結(jié)構(gòu)ated

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3.5

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Pro要求、Co驗(yàn)py收ri方gh式t

2等004-2011

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Ltd.安排上機(jī)地點(diǎn)及指導(dǎo)教師4班：

440 張一飛（信息學(xué)館401）5班：

442

谷 峪（信息學(xué)館406）Evaluation

only.ated

with?As6p班os：e.4S4l6ide王s大fo玲r（.信NE息T

學(xué)3.館5

4C0l1i）ent

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Ltd.安排上機(jī)時(shí)間?第2周周一上午，周二下午，周三上午，周四上午周五上午，周五下午驗(yàn)收第1周周一上E午v講al課ua(教ti3o08n)only.ated

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A?spose周.S二l下id午e，s周fo三r上.午NE，T周3四.下5

午Cl，i周en五t

Pro下Co午pyright

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Ltd.目的

通過(guò)OS子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、增強(qiáng)OS設(shè)計(jì)的技巧，提高解決實(shí)際OS的設(shè)計(jì)能力提高程序設(shè)計(jì)能E力valuation

only.ated?wi程th序A調(diào)sp試os能e.力Slides

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Pro團(tuán)結(jié)協(xié)Co作py能ri力ght

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Ltd.任務(wù)（題目）任選其一多用戶、多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)???進(jìn)程管理系統(tǒng)：創(chuàng)建、調(diào)度、通信、撤消、…、（可監(jiān)控）Evaluation

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with?Aspo模se擬.DSOlSi的dFeAsT文f件or系.統(tǒng)NET

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ProCop模yr擬i實(shí)gh現(xiàn)tU2NI0X0的4文-2件0系11統(tǒng)Aspose

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Ltd.難度相當(dāng)?shù)淖赃x題目，如：WDM驅(qū)動(dòng)程序開(kāi)發(fā)

存儲(chǔ)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)基本原理（以多用戶多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為例）

內(nèi)容：模擬UNIX（或LINUX，或FAT）系統(tǒng)的文件管理功能。包括:多用戶：usr1,…,usr8(1-8個(gè)用戶)多級(jí)目錄：可有E多v級(jí)al子u目at錄ion

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wi?th

具As有ploosgein.(S用li戶d登es錄f)or

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Pro系C統(tǒng)o初py始r化ig（h建t文20件0卷4-、2提01供1登A錄sp模o塊s）e

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Ltd.文件的創(chuàng)建：create文件的打開(kāi)：open文件的讀：read文件的寫(xiě)：write基本原理（以多用戶多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為例）

內(nèi)容：模擬UNIX（或LINUX，或FAT）系統(tǒng)的文件管理功能。包括:文件關(guān)閉：close刪除文件：deleEtvealuation

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wi?th

創(chuàng)As建p目os錄e：.Smkldiidres

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Pro改C變o目py錄r：igchhdtir2004-2011

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Ltd.列出文件目錄：dir退出：logout格式化：format以上是基本內(nèi)容，可以根據(jù)實(shí)際文件系統(tǒng)提供的命令和系統(tǒng)調(diào)用，自己增加和實(shí)現(xiàn)附加的功能。參考書(shū)

張堯?qū)W,計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)教程（第三版），清華大學(xué)出版社湯小丹等，計(jì)算機(jī)操Ev作al系u統(tǒng)at（io第n三on版l）y.，西安電ated

子wi科th技A大sp學(xué)os出e版.S社lides

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Pro李彤等，Co操py作ri系g統(tǒng)ht分2析00與4-設(shè)2計(jì)01，1

云As南po大s學(xué)e

P出t版y

L社td.張琨藏，操作系統(tǒng)原理DOS篇，清華大學(xué)出版社

陳葆玉譯，UNIX操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京大學(xué)出版社有關(guān)UNIX、LINUX操作系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的書(shū)要求

以菜單列表方式給出功能選擇，然后給出參數(shù)，再執(zhí)行文件管理操作。或者模擬命令行E方va式lu輸a入ti操on作on命ly令.，接收

ated

w命it令h

，As分po析se命.S令li，de執(zhí)s

行fo命r.令NE。T

如3.：5

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Pro$dir

<Ccorp>yright

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Ltd.$mkdir

subdir<cr>$creat(user_id,Filename,mode)<cr>

要求模擬的文件系統(tǒng)可以保存，以便下次開(kāi)機(jī)時(shí)再用。采用基本文件目錄的多級(jí)目錄結(jié)構(gòu)其它信息 地址內(nèi)部名ID123567891011基本文件目錄(ID1)ID7ID9ID10ID11文件名

IDTu-Lide

3Tu-Qi

8文件名Rooms

5Tu-Lide的目錄(ID3)IDSoftware

46Tools的目錄(ID6)文件名

ID1110SA-SDUniverTu-Qi的目錄(ID8)文件名

IDTools

9Univer

10Classroom

5P110P121(初始化)Evalua根t目i錄o(nID2o)nlyTo.olsated

wi4th

Aspose.SlidIeD4s

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3.5ProCdulcitsen7t

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I2D05

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Ltd.文件系統(tǒng)中主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系…

k#

k+1#k+2#……0#

1#

2#

…引導(dǎo)塊 超級(jí)塊磁盤索引節(jié)點(diǎn)區(qū)磁盤信息區(qū)：目錄塊和數(shù)據(jù)塊磁盤

磁盤文件卷i節(jié)點(diǎn)棧磁盤塊棧主存內(nèi)核空間用戶空間

…

fpA

…用戶打開(kāi)文件表訪問(wèn)計(jì)數(shù)

…

fpB

…i節(jié)點(diǎn)號(hào)內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)計(jì)數(shù)

磁盤地址i節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)

i節(jié)點(diǎn)號(hào)內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)打開(kāi)文件表內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)表Eva文l件ua標(biāo)t識(shí)ion

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Aspose.Slidesi節(jié)f點(diǎn)o標(biāo)r識(shí).NET

3磁.盤5地C址lient

ProFilsCysopyright

200文4件-標(biāo)2識(shí)011

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Ltd.f_offsetf_inode……f_offsetf_inodef_offset……f_inode……fp……內(nèi)存k節(jié)點(diǎn)內(nèi)存I節(jié)點(diǎn)……struct

inode…………內(nèi)存j節(jié)點(diǎn)

……空閑I節(jié)點(diǎn)棧…………空閑塊?！璮pf_offset內(nèi)存x節(jié)點(diǎn)f_inode…………struct

filsysstructinodestruct

user

f_offsetstructfile文件系統(tǒng)中主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系f_inode

Evaluation

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fo…r….NET

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Ltd.文件系統(tǒng)中主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系索引數(shù)組i-addr[i]小型文件<5KB文件信息文件信息...文件信息...一次間址一次間址一次間址文件信息..文件信息二次間址二次間址大型文件90KB-14.54MB...文件信息巨型文件14.54MB-1GB文件信息...文件信息三次間址中型文件Ev5aKBl-9u0KaBtion

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200.4-2011文件As信p息ose

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Ltd.文件子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案提示設(shè)計(jì)手段：申請(qǐng)一定大小的內(nèi)存空間來(lái)作為文文件卷的組織：將文件卷分塊、用位示圖來(lái)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)塊管理層：塊分配、塊回收、塊讀、塊寫(xiě)等文件控制塊層: 目錄查找namei()，iget()，iput()等命令及命令解釋層:具有打開(kāi)文件open()，close()等件系統(tǒng)的空間，考慮用malloc()或calloc()申請(qǐng)Evaluation

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wi理th或A成s組po塊s鏈e.；Sl塊i的de大s小f可or設(shè).成NE51T23字.節(jié)5，Clii節(jié)e點(diǎn)nt區(qū)Pro塊數(shù)為C3o2p塊y；ri數(shù)gh據(jù)t區(qū)2塊00數(shù)4為-250112塊1

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Ltd.說(shuō)

明數(shù)，將該文件作為文件系統(tǒng)的虛擬盤，在其上建立文件作

涉及的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：文件目錄結(jié)構(gòu)（BFD或目錄列表文件）、存儲(chǔ)介質(zhì)管理方式（位示圖、空閑塊聯(lián)接法、成組塊連接法、FAT法）、存儲(chǔ)介質(zhì)組織結(jié)構(gòu)（引導(dǎo)塊、超級(jí)塊、索引節(jié)點(diǎn)塊、數(shù)據(jù)區(qū)）、文件邏輯結(jié)構(gòu)（字符流式、記錄式）、文件物理結(jié)構(gòu)（串聯(lián)文件、索引文件）、物理塊長(zhǎng)度、索引節(jié)點(diǎn)塊數(shù)目等。

利用內(nèi)存中的一塊空間模擬存儲(chǔ)設(shè)備空間，需要了解內(nèi)存管理的函數(shù)：malloc()，free()

利用DOS/WINDOWS的文件管理將這塊內(nèi)存的信息寫(xiě)到磁盤文件，因此用到DEOvSa/lWuINaDtOiWoS的n

o文n件ly操.作函ate卷d

w結(jié)i構(gòu)th并A初s始po化se，.其Sl后i的de文s件f操or作.都NE是T對(duì)3該.5虛C擬li盤e的nt操ProCopyright

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Ltd.主控程序基本流程【1】進(jìn)入模擬文件系統(tǒng)VFS；【2】是否需要格式化VFS?【3】若是，則格式化；【4】通過(guò)安裝過(guò)程（EIvnastlaulalt）io初n始o(jì)n化l相y.關(guān)數(shù)據(jù)（結(jié)ated

wit構(gòu)h）As；pose.Slides

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Pro【5】用戶C登op錄y（riLgohgtin2）00;4-2011

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Ltd.【6】顯示命令列表或命令提示符或GUI界面；【7】選擇命令，及輸入?yún)?shù)或接受命令；【8】執(zhí)行相關(guān)操作,顯示結(jié)果,轉(zhuǎn)6；【9】注銷用戶（Logout）；【10】退出系統(tǒng)（Halt）。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

超級(jí)塊結(jié)構(gòu)：i節(jié)點(diǎn)塊數(shù)，空閑i節(jié)點(diǎn)數(shù)，空閑i節(jié)點(diǎn)數(shù)組，空閑i節(jié)點(diǎn)指針，銘記i節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)塊塊數(shù)，空閑塊塊數(shù)，空閑塊數(shù)組，空磁盤i節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)：關(guān)聯(lián)文件數(shù)，存取權(quán)限，用戶ID，文件大小，存放文件的物理塊號(hào)；內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)：除了磁盤i節(jié)點(diǎn)外，還有兩個(gè)i節(jié)點(diǎn)指針，磁盤i節(jié)點(diǎn)標(biāo)志，引用計(jì)數(shù)；Evaluation

only.ated閑w塊it指h

A針sp；os超e.級(jí)Sl塊i修de改s

f標(biāo)or志.；NET

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Proi節(jié)點(diǎn)結(jié)C構(gòu)op：yr分ig為ht磁2盤00i4節(jié)-2點(diǎn)01和1

A內(nèi)sp存osie節(jié)P點(diǎn)ty

Ltd.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

打開(kāi)文件結(jié)構(gòu)：文件操作標(biāo)志，引用計(jì)數(shù)，指向內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)的指針，文件讀寫(xiě)指針；用戶結(jié)構(gòu)：用戶類Ev別al，u用at戶ioInDo，nl組y.ID，用戶

ated打wi開(kāi)th文A件sp表os；e.Slides

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Ltd.目錄結(jié)構(gòu)：用目錄項(xiàng)數(shù)組存放目錄項(xiàng)信息，用目錄大小表示目錄項(xiàng)個(gè)數(shù)；文件物理結(jié)構(gòu)：索引文件；程序中用到的相關(guān)函數(shù)ialloc()和ifree()：磁盤i節(jié)點(diǎn)的分配與釋放（當(dāng)一個(gè)新文件被建立的時(shí)候，在給該文件分配磁盤存儲(chǔ)區(qū)之前，應(yīng)為該文件分配Evaluation

only.ated

存wi放th該As文po件se說(shuō).S明li信de息s的fo磁r

盤.NiE節(jié)T

3點(diǎn).5，C當(dāng)li從ent

Pro文件系C統(tǒng)op中yr刪ig除ht某2個(gè)00文4-件20時(shí)11，A應(yīng)sp首o(hù)s先e

P刪ty除Ltd.它的磁盤i節(jié)點(diǎn)項(xiàng)。）iget()和iput()：內(nèi)存i節(jié)點(diǎn)的獲取與釋放

access()：判別用戶對(duì)文件是否擁有某種特定訪問(wèn)權(quán)限（read,write,excute）.程序中用到的相關(guān)函數(shù)

namei()：實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的存取搜索，將給定的路徑名轉(zhuǎn)換成所要搜索的文件的內(nèi)存i結(jié)點(diǎn)指針（在目錄數(shù)組中的位置）。Evaluation

only.ate?diwniatmheA(s)p：os在e.當(dāng)Sl前id目es錄f下or搜.N索ET到3一.5個(gè)Cl空ie的nt目Pro錄數(shù)組，Co以py便ri建gh立t

新20的04目-2錄01或1

A文sp件os時(shí)e使Pt用y

L。td.balloc()與bfree()：磁盤塊分配與釋放函數(shù)程序中用到的相關(guān)函數(shù)?文件讀和寫(xiě)用的read和write創(chuàng)建目錄用的mkdir，改變當(dāng)前目錄用的chdir，列出文件目錄用的dir。己編寫(xiě)文件系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用文件系統(tǒng)格式化format用戶登錄與E注v銷alLuoagtini和onLoognoluyt.；ated

wit?h

As打p開(kāi)os和e.關(guān)Sl閉i文de件s

的foorpe.nN和ETcl3o.s5e

Client

ProC創(chuàng)o建py和ri刪gh除t文20件0用4-的20cr1e1aAtes和podseelePttey

自Ltd.操作及驗(yàn)收方式

要求以小組為單位（4人為一組），確定題目、分組以及分工運(yùn)行系統(tǒng)并講解E程va序luation

only.ated?wi回t答h

A驗(yàn)sp收os教e.師Sl提id出es的f問(wèn)or題.NET

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Ltd.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括決了程序中的哪些問(wèn)題（至少五個(gè)）是否有增加的功能及描述、流程

題目、內(nèi)容、目的、設(shè)計(jì)方案、實(shí)現(xiàn)（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)處理流程、每個(gè)命令的實(shí)現(xiàn)流程）、測(cè)試方法工E具va及l(fā)u測(cè)at試io用n

o例nly.ate?d如wi果th是As采p用os給e.定Sl的id樣es例fo程r序.N，ET則3.需5要Cl說(shuō)ie明nt解ProCopyright

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Ltd.課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容包括在報(bào)告中回答下面的問(wèn)題：文件卷的組織結(jié)構(gòu)；主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)間的關(guān)系；?具體哪些因素影響了管理的文件的長(zhǎng)度格式化所作的工E作valuation

only.ated

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其As他p題os目e的.S問(wèn)l題id陸e續(xù)s給fo出r

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Pro課程設(shè)計(jì)總Co結(jié)p：yr收i獲gh、t意2見(jiàn)00、4建-2議0等11

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Ltd.參考文獻(xiàn)：列出參考的主要文獻(xiàn)資料

外加封面：課程設(shè)計(jì)名、班級(jí)、組長(zhǎng)、組員（學(xué)號(hào)、姓名、分工）、日期不得少于12頁(yè)格式待定（根據(jù)統(tǒng)一要求）驗(yàn)收時(shí)間第2周周五下午驗(yàn)收程序

交設(shè)計(jì)報(bào)告時(shí)間：第3周周五，以班級(jí)為單位統(tǒng)一交到主樓指Ev導(dǎo)al教ua師ti所on在o辦nl公y.室：報(bào)ated

告wi＋th設(shè)As計(jì)po系se統(tǒng).S軟li盤de一s張fo（r

或.NUE盤T

3復(fù).5制C）li（en其t

Pro中包括C源op程yr序ig、ht可2執(zhí)00行4-文20件11、A設(shè)sp計(jì)os報(bào)e

P告ty電Ltd.子版）紀(jì)律有事請(qǐng)假每天點(diǎn)名不得遲到、遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)則不得玩游戲（一次警告，兩次沒(méi)有成績(jī)）

每天按正常上課作息（除上機(jī)編程外，其余時(shí)間查找資料，設(shè)計(jì)，編寫(xiě)程序）退Evaluation

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