建立基于磁盤存儲(chǔ)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(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：建立基于磁盤存儲(chǔ)設(shè)備的FAT文件系統(tǒng)學(xué)號(hào)姓名：2012217166孫銘銀成員：孫銘銀（組長(zhǎng)）邵俊熙、油夢(mèng)瑤專業(yè)班級(jí)：計(jì)算機(jī)12-2班2015年1月15日一．FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介3二、課程設(shè)計(jì)要求、目的5三、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)5四、FAT文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shuō)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(xiàng)?14五、部分實(shí)驗(yàn)代碼22六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析31七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)32八、實(shí)驗(yàn)效果截屏32操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)---建立基于磁盤存儲(chǔ)設(shè)備的FAT文件系統(tǒng)一．FAT文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介要建立基于磁盤存儲(chǔ)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(huì)在你把文件存放到某個(gè)目錄下時(shí)記錄下你文件的信息（文件存放的起始簇號(hào)，文件大小，文件創(chuàng)建、修改、訪問(wèn)、保存的時(shí)間等等），當(dāng)你下次

3、要打開(kāi)那個(gè)文件時(shí)，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(dòng)你的文件了，并且文件系統(tǒng)會(huì)同時(shí)更新。文件系統(tǒng)是為了長(zhǎng)久的存儲(chǔ)和訪問(wèn)數(shù)據(jù)而為用戶提供的一種基于文件和目錄的存儲(chǔ)機(jī)制。我們都知道，在使用硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之前，首先要進(jìn)行分區(qū)（當(dāng)然你也可以不分區(qū)），然后對(duì)分區(qū)（或整個(gè)硬盤）進(jìn)行格式化，其實(shí)格式化的過(guò)程就是在分區(qū)內(nèi)建立文件系統(tǒng)的過(guò)程。一個(gè)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(gè)分區(qū)或是其他存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，windows會(huì)彈出一個(gè)對(duì)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(huì)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(kāi)始為這個(gè)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(shí)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(shí)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(gè)數(shù)據(jù)單元由若干個(gè)連續(xù)的扇區(qū)組成，大小總是2的整數(shù)次冪個(gè)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(gè)扇區(qū)在不同的情況下會(huì)有不同的地址表達(dá)形式。?&每個(gè)扇區(qū)都會(huì)有一個(gè)LBA地址，也就是物理地址?&每個(gè)物理卷內(nèi)的扇區(qū)又有一個(gè)物理卷地址?&在邏輯卷內(nèi)部的扇區(qū)會(huì)有一個(gè)邏輯卷地址?。?4.?邏輯文件地址?對(duì)于每個(gè)文件來(lái)說(shuō)，將它按所在文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)單元大小為單位進(jìn)行分割，分割后的每一個(gè)部分由0開(kāi)始編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就是其對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)單元的邏輯文件地址。一個(gè)文件前后相鄰的兩個(gè)數(shù)據(jù)單元在

6、物理上的存儲(chǔ)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(gè)文件分配了一個(gè)存儲(chǔ)單元后還要繼續(xù)為其分配時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)重新從文件系統(tǒng)的起始處搜索可以使用的空間。?舉例說(shuō)明，加入我們現(xiàn)在有一個(gè)文件需要4個(gè)儲(chǔ)存單元，文件系統(tǒng)內(nèi)的1、2、3、5、10號(hào)儲(chǔ)存單元已經(jīng)有數(shù)據(jù)放在那了，4、6、7、8、9號(hào)儲(chǔ)存單元空閑，按照第一分配策略為這個(gè)文件的4個(gè)部分分配空間時(shí)步驟如下：?<1>第一部分分配到4號(hào)儲(chǔ)存單元，如下圖所示：??<2>為文件第一部分分配好儲(chǔ)存位置后，又從1號(hào)儲(chǔ)存單元開(kāi)始向后

7、尋找空位置，找到6號(hào)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(chǔ)存位置后，又從1號(hào)儲(chǔ)存單元開(kāi)始向后尋找空位置，恰好這個(gè)時(shí)候，2號(hào)儲(chǔ)存單元的文件內(nèi)容被刪除了，就把2號(hào)位置分配給文件的第三部分，<4>為文件第三部分分配好儲(chǔ)存位置后，又從1號(hào)儲(chǔ)存單元開(kāi)始向后尋找空位置，找到7號(hào)后分配給文件的第四部分。至此，這個(gè)文件的四個(gè)部分就分配好了，這四部分的儲(chǔ)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(gè)儲(chǔ)存單元后并不再回到卷開(kāi)始處重新尋找可用空間，而是直接向后進(jìn)行搜索。以上文件的四個(gè)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(shí)，會(huì)盡可能找到足夠的連續(xù)空間以避免其片段化。對(duì)于之前的例子使用最佳分配策略時(shí)，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