操作系统实验四：文件系统

简介：
本实验旨在通过实践操作加深对文件系统的理解，涵盖文件组织、存储管理及访问控制等内容，培养解决实际问题的能力。 本实验要求在假设的IO 系统之上开发一个简单的文件系统，这样做既能让实验者对文件系统有整体了解，又避免了涉及过多细节。用户通过create, open, read等命令与文件系统交互。 操作系统实验四的核心目标是设计和实现一个基于假设IO系统的简单文件系统，以帮助学生理解基本工作原理。在这个实验中，磁盘被视为连续编号的逻辑块序列（从0到L-1），而IO系统则负责隐藏实际物理结构，通过read_block和write_block接口函数提供对这些逻辑块的操作。 在设计的文件系统中，磁盘被划分为数据区与保留区两部分。其中保留区又包含位图区域以及文件描述符区域。创建新文件时，在数据区头部添加相应的目录项，并记录其名称及对应的描述符编号；位图用于标记已分配的数据块；而文件描述符则保存有关于该文件长度及其所占用的存储信息。 具体操作包括： 1. **创建文件** (create)：查找空闲描述符，为新文件建立目录条目并返回状态。 2. **删除文件** (destroy)：移除指定目录项，并释放其对应的位图和描述符资源后返回状态。 3. **打开文件** (open)：在目录中定位目标文件的描述符信息，分配表项并将读写指针初始化为0，随后从磁盘加载首块内容至缓冲区并返回索引值。 4. **关闭文件** (close)：将当前缓存数据同步回磁盘，并释放相关资源后返回状态。 5. **向文件中写入数据** (write): 根据当前可用空间大小进行数据记录，若超出限制则分段完成操作并刷新缓冲区，最后返回状态信息。 6. **从文件读取内容** (read)：将指定数量的字节读至临时数组，并依据指令参数决定实际传输量后输出结果。 7. **定位文件指针** (lseek): 移动当前访问位置到特定偏移处，允许在不进行IO操作时调整该值。 在整个实验过程中，通过输入命令执行各种文件系统任务如创建、检查目录结构、删除以及读写等。同时还可以使用ldisk查看磁盘状态的变化情况。 源代码中operation.h头文件可能包含了上述功能的声明部分；而具体实现细节则分布在其他相关源码里。此项目有助于学生深入了解如何在操作系统层面管理存储空间，跟踪维护元数据，并执行基础性文件操作。这对于进一步学习更复杂系统的架构设计具有重要意义。