操作系统实验四报告1

操作系统实验四报告主要涉及了文件系统的设计与实现，包括虚拟磁盘空间的开辟、多级目录结构、位示图管理的空闲磁盘空间以及文件目录的管理。以下是相关知识点的详细说明： 1. 虚拟磁盘空间：在内存中开辟虚拟磁盘空间是为了模拟真实的磁盘存储环境，以便于实现文件系统的功能。这种方式允许实验者在不依赖实际硬件的情况下，创建一个用于文件存储的分区。实验中提到的虚拟文件系统可以在退出时保存到磁盘，并在后续使用时重新加载到内存。 2. 多级目录结构：这是一种组织文件的方法，它允许用户通过多个层次的目录来分类和查找文件。在这种结构中，每个目录可以包含文件和子目录，形成树状结构。每个目录项通常包含文件名、物理地址和文件长度等信息，便于文件的定位和访问。 3. 位示图管理：位示图是一种常见的空闲磁盘空间管理方法，通过一个位数组来表示磁盘上的每个扇区是否被占用。位示图中的每一位对应磁盘的一个扇区，如果位值为0，则表示该扇区为空闲；如果位值为1，则表示已分配。位示图可以快速找到空闲空间，并且结合显示链的方式，可以有效地跟踪和管理磁盘空间的分配情况。 4. FAT表（File Allocation Table）：FAT表是另一种磁盘空间管理方式，记录了文件在磁盘上的分布信息。在实验中，位示图被合并到了FAT表内，这可能是为了优化空间管理和查询效率。 5. 文件保护：实验中提到的目录项可以实现对文件的读写保护。这意味着在目录项中可能包含了访问权限的信息，使得只有拥有特定权限的用户才能对文件进行读取或修改操作。 6. i节点（inode）问题：i节点是文件系统中用于存储文件元数据的数据结构，如文件大小、所有权、访问权限和物理位置等。实验中遇到的问题是，i节点设计时未预留足够的空间来存储时间数据，导致需要将时间数据的类型从unsigned short更改为int。这引起了i节点数据结构的变化，影响了文件系统中其他部分的布局。 7. 模块化编程：实验过程中还涉及到模块化编程的问题，即各功能模块之间的相互调用和依赖。良好的模块化设计可以帮助简化程序结构，提高代码复用性和可维护性。在实验中，忽视了函数间的相互调用关系导致了重构工作，通过绘制模块间关系图并按照拓扑结构进行编写，可以避免类似问题。 8. 时间裁切：在调整i节点数据结构时，由于时间限制没有实现时间的裁切功能。通常，时间裁切是指将较大的时间值转换为适合存储的数据格式，以适应存储空间的限制。 以上是实验报告中涉及的主要知识点，涵盖了文件系统的基本概念、管理策略以及在实现过程中可能遇到的问题和解决方案。通过这样的实验，学生能够深入理解操作系统的文件系统是如何工作的，并掌握相关的编程技巧。