操作系統(tǒng)課程設(shè)計論文（設(shè)計）

1、河北大學(xué)2009屆本科生學(xué)年論文（設(shè)計）目 錄1 引言11.1 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的性質(zhì)11.2 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的目的11.3 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的具體內(nèi)容和要求11.4 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的意義11.5 論文的結(jié)構(gòu)安排12 系統(tǒng)分析與設(shè)計22.1 系統(tǒng)要求22.2 模塊說明22.2.1 文件的邏輯結(jié)構(gòu)22.2.2 文件、目錄的物理結(jié)構(gòu)32.2.3 磁盤塊的分配與回收32.2.4 用戶接口43 系統(tǒng)實現(xiàn)43.1 磁盤管理43.1.1 全局變量43.1.2 初始化43.1.3 磁盤塊的分配53.1.4 磁盤塊的回收63.2文件63.2.1 查找同名文件63.2.2 移動文件73.3目錄93.2.1

2、刪除目錄94體會與收獲1011河北大學(xué)2009屆本科生學(xué)年論文（設(shè)計）1 引言1.1 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的性質(zhì)操作系統(tǒng)是計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課和主干課。操作系統(tǒng)對計算機系統(tǒng)資源實施管理，是所有其他軟件與計算機硬件的唯一接口，所有用戶在使用計算機時都要得到操作系統(tǒng)提供的服務(wù)。操作系統(tǒng)課程設(shè)計有助于學(xué)生對操作系統(tǒng)的地位，作用產(chǎn)生更全面更詳盡的認(rèn)識、理解。1.2 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的目的 1、通過模擬操作系統(tǒng)原理的實現(xiàn)，加深對操作系統(tǒng)工作原理和操作系統(tǒng)實現(xiàn)方法的理解；2、通過模擬操作系統(tǒng)原理的實現(xiàn)練習(xí)編程。1.3 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的具體內(nèi)容和要求1、文件管理和用戶接口；2、存儲管理；3、設(shè)

3、備管理；4、進(jìn)程管理。1.4 操作系統(tǒng)課程設(shè)計的意義通過模擬操作系統(tǒng)原理的實現(xiàn)，加深對操作系統(tǒng)工作原理和操作系統(tǒng)實現(xiàn)方法的理解，掌握了初步分析實際問題的能力，為其今后在相關(guān)領(lǐng)域開展工作打下堅實的基礎(chǔ)。同時使學(xué)生系統(tǒng)科學(xué)地受到分析問題和解決問題的訓(xùn)練，提高運用理論知識解決實際問題的能力。1.5 論文的結(jié)構(gòu)安排本論文主要闡述四部分內(nèi)容。一、引言部分，主要說明本次操作系統(tǒng)課程設(shè)計的性質(zhì)、教學(xué)目的、教學(xué)任務(wù)與要求、意義以及論文的結(jié)構(gòu)安排；二、系統(tǒng)分析與設(shè)計部分，主要闡述系統(tǒng)的主要功能模塊以及每個模塊計劃采用的實現(xiàn)方法和原理；三、系統(tǒng)實現(xiàn)部分，主要通過pdl等工具描述主要模塊的實現(xiàn)流程；四、結(jié)束語部分，

4、主要書寫已經(jīng)實現(xiàn)的本系統(tǒng)存在的不足、改進(jìn)方案和在課程設(shè)計中的體會與收獲。2 系統(tǒng)分析與設(shè)計2.1 系統(tǒng)要求1、文件管理和用戶接口部分實現(xiàn)的主要是單用戶的磁盤文件管理部分，包括：（1）、文件的邏輯結(jié)構(gòu)（2）、文件的物理結(jié)構(gòu)（3）、目錄結(jié)構(gòu)（4）、文件與目錄操作（5）、磁盤塊分配與回收2、磁盤模擬（1）、磁盤是斷電后內(nèi)容不丟失的，因此用文件模擬磁盤。要求模擬系統(tǒng)存在兩塊硬盤：（2）、用一個文件disk1模擬磁盤（3）、磁盤的每個盤塊128字節(jié)，模擬磁盤共有256塊。（4）、磁盤中第0塊存放專用塊內(nèi)容，第1、2塊存放根目錄，其余存放子目錄和文件。2.2 模塊說明2.2.1 文件的邏輯結(jié)構(gòu)1、文件的邏

5、輯結(jié)構(gòu)采用流式結(jié)構(gòu)；2、文件的內(nèi)容：文件的內(nèi)容均采用文本文件，系統(tǒng)中有兩種文件：（1）、一種是存放任意字符的文件（2）、一種是可執(zhí)行文件：可執(zhí)行文件的內(nèi)容就是系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)程的程序體。3、文件中要有一種特定命令的“可執(zhí)行”文件，文件中的命令非常簡單，僅僅包括以下幾種指令：（1）、x=?： 給i賦值一位數(shù)。（2）、x+： i加1。（3）、x-： i減1。（4）、!?： 第一個？為a,b,c中某個設(shè)備，第二個？為一位數(shù)，表示使用設(shè)備的時間（由于沒有實際設(shè)備，所以無法知道設(shè)備何時工作完成，所以假定一個數(shù)，這個數(shù)隨著系統(tǒng)時間增加而遞減，減到0時，認(rèn)為是設(shè)備工作完成）。（5）、end： 表示文件結(jié)束，同時將結(jié)

6、果寫入文件out，其中包括文件路徑名和i的值。2.2.2 文件、目錄的物理結(jié)構(gòu)文件的物理結(jié)構(gòu)采用索引文件方式。索引文件由三張表組成，第一張表為一個256*6的二維表，每一行記錄文件的索引信息，包括文件名（目錄名）、文件目錄、文件屬性；第二張表是一個256*128的二維表，存放著文件的索引塊號；第三張表是一個長度為256的一維表，第i個單元代表第一張表與第二張表的第i行信息是否為有效信息。目錄采用三級目錄，最多能實現(xiàn)“我的電腦c:folderfolder文件”。采用目錄項分解法，即把目錄分為兩部分：符號目錄項（文件名即相應(yīng)的盤塊號）和基本目錄項（包含除了文件名外的其余全部信息）。具體方式如圖2-

7、1：圖2-1 目錄分項分解圖2.2.3 磁盤塊的分配與回收磁盤使用情況用空閑塊成組鏈接法來記錄：把空閑塊分成若干組，把指向一組中各空閑塊的指針集中在一起，每一組的第一個空閑塊中登記下一組空閑塊的塊號和空閑塊數(shù)，余下不足一組塊數(shù)的空閑塊的塊號級快數(shù)登記在一個專用塊中，這樣既可方便查找，又可減少為修改指針而啟動的磁盤的次數(shù)，在本系統(tǒng)中將第0塊作為專用塊，其余的存放在一個二維數(shù)組中。每一個空閑塊可索引32項，一共有四個空閑塊，可索引128塊。圖2-2是空閑塊成組鏈接示意圖：圖2-2 空閑塊成組鏈接示意圖2.2.4 用戶接口用戶接口提供用戶命令接口，具體實現(xiàn)以下命令：1.創(chuàng)建文件：create 文件名

8、2.拷貝文件：copy 源文件名 目標(biāo)文件名 3.刪除文件：delete 文件名4.移動文件：move 源文件名 目標(biāo)文件名（磁盤內(nèi)和磁盤間文件移動不同，磁盤內(nèi)的移動實際只是目錄的改變，并不需要真的移動文件；磁盤間的文件移動實際上是先拷貝文件到目標(biāo)磁盤，然后再刪除源文件。）5.編輯文件：edit 文件名（此命令完成對文件的編輯，只讀文件不可以修改。）6.改變文件屬性：change 文件名 屬性（將文件在只讀和非只讀、隱藏和非隱藏之間轉(zhuǎn)換。）7.磁盤格式化命令：format8建立目錄：makdir 目錄名(建立目錄，若有同名目錄存在，則建立失敗。)9.刪除目錄：deldir 目錄名（既可以刪除空

9、目錄，又可以刪除非空目錄，對與非空目錄，首先要刪除其下文件和目錄，然后才能刪除其本身。）3 系統(tǒng)實現(xiàn)3.1 磁盤管理3.1.1 全局變量public byte menu = new byte256; /根目錄，兩個盤塊public byte disk = new byte32768; /每個盤塊128字節(jié)，每個磁盤128塊。兩個盤塊 public int zmy_point = 31; /空閑首地址指針public int zmy_get = 31; /得到的空閑區(qū)域指針public int zmy_num = new int4;public int zmy_sum = 0; /分出的空閑塊數(shù)

10、static int zmy_k = 0; /回收時回收區(qū)的第二維角標(biāo)public byte, zmy_block = new byte32, 3; /空閑塊3.1.2 初始化根據(jù)成組連接法，將磁盤的空閑塊進(jìn)行鏈接，具體如下：public void create() zmy_num0 = 32; /專用塊剩余塊數(shù) zmy_num1 = 32; zmy_num2 = 64; zmy_num3 = 96; for (int i = 3; i 32; i+)/專用塊 diski = convert.tobyte(i); /索引快 for (int i = 0; i 32; i+) zmy_block

11、i, 0 = convert.tobyte(zmy_num1+); for (int i = 0; i 32; i+) zmy_blocki, 1 = convert.tobyte(zmy_num2+); for (int i = 0; i 1 i=l+空閑塊數(shù)； 從i單元得到一個空閑塊號； 把該塊分配給申請者； 空閑塊數(shù)減一；當(dāng)空閑塊數(shù)=1 取出l+1單元內(nèi)容（第一塊塊號或0）； 其值=0無空閑塊，申請失敗提示； 其值！=0 把該塊內(nèi)容復(fù)制到專用塊內(nèi)；把該塊分配給申請者；專用塊的內(nèi)容讀到內(nèi)存l開始的區(qū)域。3.1.4 磁盤塊的回收釋放空閑塊的時候與回收正好相反，從后往前分配，先將釋放的空閑塊放

12、到第一組，第一組滿了，在第一組前再開辟一組，之前的第一組變成第二組。具體算法如下：查詢l單元內(nèi)容（空閑塊數(shù)）當(dāng)空閑塊數(shù)32 空閑塊數(shù)加一；j=l+空閑塊數(shù)； 歸還該塊給j單元； 當(dāng)空閑塊數(shù)=32 把內(nèi)存中登記的信息寫入歸還塊中； 把歸還號填入l+1單元； 把l單元置1。3.2 文件3.2.1 查找同名文件查找是否存在同名文件只需查詢索引表即可。具體算法如下：分割路徑；如果路徑長度為6，代表三級文件for（int i=0;i256;i+）找尋表zmy_path的第一列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，繼續(xù)查找zmy_path的第二列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，繼續(xù)查找zmy_path的第三

13、列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，繼續(xù)查找zmy_path的第四、五列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，返回找到的行號i；如果不符合，返回-1；如果路徑長度為5，代表二級文件for（int i=0;i256;i+）找尋表zmy_path的第一列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，繼續(xù)查找zmy_path的第二列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，繼續(xù)查找zmy_path的第三、四列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，返回找到的行號i；如果不符合，返回-1；如果路徑長度為4，代表根級文件for（int i=0;i256;i+）找尋表zmy_path的第一列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，繼續(xù)查找z

14、my_path的第二、三列,看是否與目標(biāo)文件符合；如果符合，返回找到的行號i；如果不符合，返回-1；該算法既可以用來找是否存在同名文件，也可以用于查找目標(biāo)文件是否存在。3.2.2 移動文件由于該系統(tǒng)的目錄為三級目錄，故移動文件時會出現(xiàn)5種情況：（1）、兩個一級目錄下文件；（2）、一個一級目錄下文件，一個二級目錄下文件；（3）、兩個二級目錄下文件；（4）、一個二級目錄下文件，一個三級目錄下文件；（5）、兩個三級目錄下文件。每種情況又分為同目錄下文件，不同目錄下文件。具體算法如下：查找目標(biāo)文件是否存在；如果目標(biāo)文件不存在出錯提示；如果目標(biāo)文件存在返回源文件在目錄表中的位置，以修改目錄登記項；如果是

15、兩個一級目錄下文件如果是相同目錄下的文件修改目錄項；如果是不同目錄下的文件調(diào)用copy函數(shù)，將源文件復(fù)制到目標(biāo)處；調(diào)用delete函數(shù)，刪除源文件；修改目錄項；如果是一個一級目錄下文件，一個二級目錄下文件如果是“move x:a.txt y:foldera.txt”情況如果是不同根目錄查找目標(biāo)文件夾是否存在，源文件在目標(biāo)文件夾中是否存在同名文件；如果不存在同名文件如果目標(biāo)文件夾不存在，創(chuàng)建目標(biāo)文件夾；刪除源文件；修改目錄項；如果是同一根目錄查找目標(biāo)文件夾是否存在，源文件在目標(biāo)文件夾中是否存在同名文件；如果目標(biāo)文件夾存在，無重名文件修改登記項；否則創(chuàng)建目標(biāo)文件夾；修改目錄項；如果是“move y

16、:foldera.txt x:a.txt”情況如果是同一根目錄修改登記項；如果是不同根目錄調(diào)用拷貝函數(shù)復(fù)制文件；修改登記項；如果是兩個二級目錄下文件如果是同目錄下文件修改登記項；如果是不同目錄下文件查看目標(biāo)文件夾是否存在；如果不存在創(chuàng)建目標(biāo)文件夾；修改登記項；如果是一個二級目錄下文件，一個三級目錄下文件查看是否是“move y:folder a.txt x: folder folder a.txt”情況如果是不同根目錄查找目標(biāo)文件夾是否存在，源文件在目標(biāo)文件夾中是否存在同名文件；如果不存在同名文件如果目標(biāo)文件夾不存在，創(chuàng)建目標(biāo)文件夾；刪除源文件；修改目錄項；如果是同一根目錄查找目標(biāo)文件夾是否存

17、在，源文件在目標(biāo)文件夾中是否存在同名文件；如果目標(biāo)文件夾存在，無重名文件修改登記項；否則創(chuàng)建目標(biāo)文件夾；修改目錄項；查看是否是“move x: folder folder a.txt y:folder a.txt”情況如果是同一根目錄修改登記項；如果是不同根目錄調(diào)用拷貝函數(shù)復(fù)制文件；修改登記項；如果是兩個三級目錄下文件如果是同目錄下文件修改登記項；如果是不同目錄下文件查看目標(biāo)文件夾是否存在；如果不存在創(chuàng)建目標(biāo)文件夾；修改登記項；其他文件命令由本組另一個組員完成。3.3 目錄該系統(tǒng)支持三級目錄結(jié)構(gòu)。目錄操作包括創(chuàng)建目錄，刪除目錄。3.2.1 刪除目錄刪除目錄要考慮目錄中內(nèi)容的刪除。具體算法如下：查看目標(biāo)目錄是否存在如果目標(biāo)存在查看該目錄是幾級目錄如果是三級目錄查找該目錄下的文件；調(diào)用delete函數(shù)刪除文件；如果是二級目錄查找該目錄下是否還存在目錄如果還存在目錄，查找次目錄下的文件，調(diào)用delete函數(shù)刪除文件如果不存在其他目錄，查找目標(biāo)目錄下的文件，調(diào)用delete函數(shù)刪除文件。如果目標(biāo)不存在出錯提示；4 體會與收獲通過本次實驗