建立基于磁盤存儲設(shè)備的FAT文件系統(tǒng).doc

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1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計報告設(shè)計題目：建立基于磁盤存儲設(shè)備的FAT文件系統(tǒng)學(xué)號姓名：2012217166孫銘銀成員：孫銘銀（組長）邵俊熙、油夢瑤專業(yè)班級：計算機12-2班2015年1月15日一．FAT文件系統(tǒng)簡介3二、課程設(shè)計要求、目的5三、課程設(shè)計的任務(wù)5四、FAT文件系統(tǒng)設(shè)計及操作54.1、FAT文件系統(tǒng)的整體布局54.2、FAT32的保留區(qū)?64.2.1、引導(dǎo)扇區(qū)?64.2.2、引導(dǎo)代碼?84.2.3FSINFO、信息扇區(qū)?84.3?、FAT32的FAT表10?4.3.1、?FAT表概述104.3.2、FAT表的特性104.3.

2、3?、FAT表的使用?114.3.4?、其他說明?124.4、?FAT32的數(shù)據(jù)區(qū)?124.4.1、?根目錄?124.4.2、子目錄?134.4.3、目錄項?14五、部分實驗代碼22六、實驗結(jié)果分析31七、實驗總結(jié)32八、實驗效果截屏32操作系統(tǒng)課程設(shè)計---建立基于磁盤存儲設(shè)備的FAT文件系統(tǒng)一．FAT文件系統(tǒng)簡介要建立基于磁盤存儲設(shè)備的FAT文件系統(tǒng)，首先我們得知道到底文件系統(tǒng)是什么東西？文件系統(tǒng)會在你把文件存放到某個目錄下時記錄下你文件的信息（文件存放的起始簇號，文件大小，文件創(chuàng)建、修改、訪問、保存的時間等等），當(dāng)你下次

3、要打開那個文件時，文件系統(tǒng)就根據(jù)已知的文件信息去尋找它，找到后，你就又可以讀，寫，修改，移動你的文件了，并且文件系統(tǒng)會同時更新。文件系統(tǒng)是為了長久的存儲和訪問數(shù)據(jù)而為用戶提供的一種基于文件和目錄的存儲機制。我們都知道，在使用硬盤存儲數(shù)據(jù)之前，首先要進行分區(qū)（當(dāng)然你也可以不分區(qū)），然后對分區(qū)（或整個硬盤）進行格式化，其實格式化的過程就是在分區(qū)內(nèi)建立文件系統(tǒng)的過程。一個文件系統(tǒng)由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和按一定規(guī)則存放的用戶數(shù)據(jù)組成。日常，我們都有這樣的經(jīng)歷，在windows下當(dāng)我們要格式化一個分區(qū)或是其他存儲介質(zhì)時，windows會彈出一個對話

4、框，上面有這樣一些選擇內(nèi)容：容量、文件系統(tǒng)、分配單元大小、卷標(biāo)等等。其中文件系統(tǒng)的下拉菜單中就有幾種不同的文件系統(tǒng)共供戶選擇，一般我們都會選擇默認(rèn)、FAT32或NTFS文件系統(tǒng)，當(dāng)我們按下格式化按鈕后，操作系統(tǒng)就開始為這個分區(qū)建立你所選擇的文件系統(tǒng)。一般情況下文件系統(tǒng)均有以下共性：?1.?數(shù)據(jù)單元?數(shù)據(jù)在寫入磁盤或從磁盤讀取數(shù)據(jù)時每次操作的數(shù)據(jù)量稱為數(shù)據(jù)單元，它的大小在建立文件系統(tǒng)時確定。數(shù)據(jù)單元在不同的文件系統(tǒng)中有不同的稱呼：例如在FAT和NTFS文件系統(tǒng)中稱作“簇（Cluster）”，ExtX中稱作“塊（Block）”等。

5、一個數(shù)據(jù)單元由若干個連續(xù)的扇區(qū)組成，大小總是2的整數(shù)次冪個扇區(qū)。?2.?壞數(shù)據(jù)單元?壞數(shù)據(jù)單元也就是包含缺陷扇區(qū)的數(shù)據(jù)單元。?3.?邏輯文件系統(tǒng)地址?磁盤上的一個扇區(qū)在不同的情況下會有不同的地址表達形式。?&每個扇區(qū)都會有一個LBA地址，也就是物理地址?&每個物理卷內(nèi)的扇區(qū)又有一個物理卷地址?&在邏輯卷內(nèi)部的扇區(qū)會有一個邏輯卷地址?。?4.?邏輯文件地址?對于每個文件來說，將它按所在文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)單元大小為單位進行分割，分割后的每一個部分由0開始編號，這個編號就是其對應(yīng)數(shù)據(jù)單元的邏輯文件地址。一個文件前后相鄰的兩個數(shù)據(jù)單元在

6、物理上的存儲地址可能是不連續(xù)的，但它的邏輯文件地址一定是連續(xù)的。??5.?分配策略?【1】第一可用分配策略，即當(dāng)為一個文件分配了一個存儲單元后還要繼續(xù)為其分配時，操作系統(tǒng)會重新從文件系統(tǒng)的起始處搜索可以使用的空間。?舉例說明，加入我們現(xiàn)在有一個文件需要4個儲存單元，文件系統(tǒng)內(nèi)的1、2、3、5、10號儲存單元已經(jīng)有數(shù)據(jù)放在那了，4、6、7、8、9號儲存單元空閑，按照第一分配策略為這個文件的4個部分分配空間時步驟如下：?<1>第一部分分配到4號儲存單元，如下圖所示：??<2>為文件第一部分分配好儲存位置后，又從1號儲存單元開始向后

7、尋找空位置，找到6號后分配給文件的第二部分，如下圖：?<3>為文件第二部分分配好儲存位置后，又從1號儲存單元開始向后尋找空位置，恰好這個時候，2號儲存單元的文件內(nèi)容被刪除了，就把2號位置分配給文件的第三部分，<4>為文件第三部分分配好儲存位置后，又從1號儲存單元開始向后尋找空位置，找到7號后分配給文件的第四部分。至此，這個文件的四個部分就分配好了，這四部分的儲存位置就是4-6-2-7。??【2】下一可用分配策略，即為文件分配了一個儲存單元后并不再回到卷開始處重新尋找可用空間，而是直接向后進行搜索。以上文件的四個部分利用下一可用

8、分配策略分配的最后結(jié)果如下圖所示：??【3】最佳分配策略，即在為文件分配空間時，會盡可能找到足夠的連續(xù)空間以避免其片段化。對于之前的例子使用最佳分配策略時，最后結(jié)果如下圖：??6.?松弛空間?????松弛空間分為兩種，一種是數(shù)據(jù)的結(jié)尾與為其分配的空間結(jié)束處的未使用部分，還有一