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分布式个人文件系统的设计与实现

第３４卷第４期２００５年８月

电子科技大学学报

Ｊｏ啪ａｌｏｆＵＥＳＴｏｆＣｈｉｎａ

Ｖ０１．３４Ｎｏ．４

Ａｕｇ．２００５分布式个人文件系统的设计与实现

何兴高，张凤荔，黄远军，秦志光，周明天

（电子科技大学计算机科学与工程学院成都６１００５４）

【摘要】提出了一种基于Ｅ－ｍａｉｌ系统的分布式文件系统一ＥⅧＦＳ，给出了扩展的Ｓ删＊议（Ｅ㈣的状态转换方式和定义，在此基础上研究了利用ＥＳＭｒＰ来构建分布式个人文件系统的方法和模型，设计了哪Ｓ的模型、内外存的结构、Ｉ，ｏ操作、用户接口以及ＥＭＤＦＳ的各种功能．

关键词简单邮件传输协议；互联网消息存取协议４；个人网络存储；分布式文件系统

中图分类号ＴＰ３９３文献标识码Ａ

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰｅｒｓｏｎａｌＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ眦Ｘｉｎ唱ａ０，蕊ＡＮＧＦｅｎｇ－ｌｉ，ｍＩＡＮＧＹｕａｌｌ．ｊｕｎ，ＱＮｚｈｉ倒锄ｇ，盟ｏＵＭ吨－ｔｉ锄

（Ｓｃｈｏｏｌ０ｆＣ伽ｐｕ魄Ｓｃｉ∞∞锄ｄＥｎｇ．ｍ∞血ｇ，ＵＥＳＴｏｆａ血ａａ姗窖ｄｕ６１００１５４）

Ａｂｓｔｒａｃｔ。Ｉ＇ｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔＳａｄｉｓ仃ｉｂｍｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍｂ嬲ｅｄｏｎＥ－ｍａｉｌ

ｎ锄ｅｄＥ－ｎｌａｉｌｄｉｓ仃ｉｂｕｔｅｄｆｕｅｓｙＳｔｅｍ．Ｔｈｉｓｐ印ｅｒｇｉｖｅｓ曲ｓｔａｔｅ强ｄｄｅｆｍｉ廿ｏｎｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎ

Ｓ咖巾鹤ｅｄ０ｎｍｉｓｗｅｄｅｓ蜘也ｅｍｏｄｅｌ锄ｄｍｅｍｏｄｏｆ也ｅＥＭＤＦＳ，锄ｄｐｒｏｐｏｓｅｍｅｓｔｏｒｅＳｐａ鸭ｔｔｌｅｍＩ锄。巧龃ｄｄｉｓｋ咖叽鹏ｏｆＥＭＤＦＳ，ｔｌｌｅＩ／Ｏｏｐｅｒａｔｏｒｓ，ｕｓｅｒｉＩｌｔｅｒｆｉａｃｅ，龇ｌｄｏｔｈｅｒｆｌｌｎｃｔｉｏｎｓ．

ＫｅｙｗｏｒｄｓｓｉＩＩｌｐｌｅｍａｉｌ仃趾ｓｆｅｒ

ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｉｎｔｅｍｅｔｍｅｓｓａｇｅａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌ－ｖｅｒＳｉｏｎ４；ｐｅｒｓｏｎ

ｎｅｔｗａｒｅｓｔｏｒａｇｅ；ｄｉｇ廿ｉｂｕｔｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍ

本文提出了一种基于分布式环境的个人数据的网络存储方式，对现有的网络协议进行扩充，利用Ｅ．ｍａｉｌ，解决个人数据文件在分布式网络环境下的实时存储、共享。

１Ｅ．ｍａｉｌ协议及其扩展

Ｅ．ｍａｉｌ协议包括简单邮件传输协议（ＳｉｍｐｌｅＭａｉｌＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＳＭｒＰ）‘１】，简单邮件传输协议服务扩展①ｘｔｅｎｄｅｄｓＭｒＰ：ＥｓＭｒＰ尸，邮局协议３口ｏｓｔＯｍｃｅＰｒｏｔｏｃ０１．ＶｅｒＳｉｏｎ３，ＰＯＰ３），互联网消息存取协议４（ＩｒｌｔｅｍｅｔＭｅｓｓａｇｅＡｃｃｅｓｓＰｒｏｔｏｃｏｌ－Ｖ．ｅｒｓｉｏｎ４，Ⅱ儿心４）【３】’多用途网际邮件扩展（ＭｕｈｉｐｕｒｐｏｓｅｈｌｔｅｍｅｔＭ２ＬｉｌＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，Ｍｍｍ）【４】。ＳＭｒＰ本身没有存储空间的概念，对ＳＭ冲进行存储扩展，就要引入个人存储空间扩展的概念（ｓｔｏｒａｇｅｅ）（ｔｅｎｄｅｄＳＭＩＰ，ＳＳＭｒＰ）。默认的个人存储空间是ＳＭＡＩＬＢＯｘ；引入ＳＭ俎ＢＯＸ，可避免普通邮件同个人网络存储的数据相混淆。ＳＳＭＩＰ连接后，进入普通的ＳＭＩＰ状态似０ｎ．ＳＳＭＩ．Ｐ状态），进行邮件操作。用户可以使用特殊命令ＳＨＬＯ，切换到ＳＳＭｒＰ个人存储空间。为了保护用户个人空间，必须对用户进行身份验证，验证成功后，选择个人空间进入；消息发送和个人数据的就以消息格式存储在一条消息中，包含个人数据的所有的消息，都存储在该个人存储空间中。ＳＳＭｌＰ协议包括Ｎ０ｎ．ＳＳＭｒＰ状态、

收稿日期：２００４—０６一∞

基金项目：四川省科技攻关项目（ＩＯ町Ｙ０２舢００ｌ－３）

作者简介：何兴高（１９６４一），男，硕士，工程师，主要从事计算机控制、智能交通系统方面的研究．

电子科技大学学报第３４卷

图１ＳＳＭｌＰ状态转换图

Ｎｏｎ－Ａ劬睨ｌｔｉｃａｔｅｄ状态、Ａｕ也ｅ而ｃａｔｅｄ状态、Ｓｅｌｅｃｔｅｄ状态和Ｌｏｇｏｕｔ状态国５个状态，如图１所示。有限状态机口ｉ１１ｉｔｅｓｔ如ＭａｃｈｉＩｌｅ，ＦｓＭ）模型是这些状态之间的状态迁移图。

引入一个初始状态ｓ０＝ＳｓＭＴＰ连接初始建立状态，即有限状态机可以表示为：

Ｍ＝＠，厶，ｓ０，ｚ）

式中踺ｓＳＭＴＰ系统所有状态的集合，Ｓ＝｛Ｊ０，ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ４，ｓ５｝，Ｊ１＝Ｎｏｎ－ｓＳＭｒＰ状态（ＳＭｒＰ系统的初始状态，连接初始建立状态），ｓ２＝Ｎｏｒｌ－Ａｕｍｅｎｔｉｃ舢ｅｄ状态，ｓ３＝Ａｕ也ｅｍｉｃ砷ｅｄ状态，ｓ４＝Ｓｅｌｅｃｔｅｄ状态，ｓ５＝Ｌｏｇｏｕｔ状态（ＳＳＭｒＩＰ系统的终态集）；麂ＳＳＭ，ｒＰ所有可以引起系统状态

改变的命令或者系统事件，三＝｛ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，ｃ６，ｃ７，ｃ８），ｃ１＝ｓＨＬＯ成功，ｃ２＝｝ⅡｊＬＯ＋ｓＨＬＯ失败，ｃ３＝ＳＨＬＯ失败，“＝ＡＩ用日ＥＮＴＩＣＡⅡ｝成功，ｃ５＝ＡＵｎ踟ＣＡｌＥ失败，ｃ６＝ＳＥＬＥＣＴ成功，

ｃ７＝ｓＥＬＥＣＴ失败，ｃ８＝ＱＩＪＩＴ＋服务器断开＋连接关闭；厂为转换规则，厂＠，哟＝吩ｆ，／，七＝０，１，２，…；ｚ是结束状态，嬲５。

２基于Ｅ。ｍａｉｌ的分布式文件系统模型

文件系统分为三个层次：１）最低层是对象及其属性说明；２）中间层是对对象进行操作和管理的软件

集合；３）最上层是文件系统。

分布式文件系统是文件系统向网络扩展的结果。在分布式文件系统中，文件、目录不再是存储在单独的计算机外存上，而是分布在网络连接起来的若干台计算机外存上，磁盘的读写操作变成了对网络接口的读写。

基于Ｅ－ｍａｊｌ的分布式文件系统①－ＭａｉｌＤｉｓ仃ｉｂｕｔｅｄＦｉｌｅｓｙｓｔｅｍ，ＥＭＤＦｓ）模型如图２所示。ＥＭＤＦｓ的对象包括文件、目录和Ｅ．ｍａｉｌ邮箱空间。在分布式文件系统中，存储空间构架在若干Ｅ＿ｍａｉｌ邮箱空间，并无地理空间的限制，还可以运行在不同的硬件平台和不同的操作系统平台。逻辑文件系统是文件系统在内存中的表现形式和与Ｅ．ｍａｉｌ有关的操作，包括文件在多个Ｅ－ｍａｉｌ邮箱中的组织、Ｅ．ｍａｉｌ的发送和接收操作等。

Ｉ用户接口

对象操纵管理逻辑文件系统

的软件集合Ｂｍａｉｌ有关操作

图２Ｅ加）Ｆｓ模型

３ＥＭＤＦＳ的对象及其属性说明

文件分片ｌ文件分片一?文件分片Ｈ本地文件数据一躺＼

咀）Ｆｓ的数据消息

Ｅ皿ａｉｌ消息头Ｅ－ｍａｉｌ消息体Ｉ

图３本地文件转化成ＥＭＤＦＳ

ＥＭＤＦＳ文件属性包括文件名、文件属主、文件大小、创建时间、所在的Ｅ－ｍａｉ岫Ｂ箱等。ＥＭＤＦＳ采用单级目录结构，啪ＦＳ存储空间由若干个Ｅ－ｍａｉｌ邮箱空间构成，每一个Ｅ．ｍａｉｌ邮箱空间可被看成是ＥＭＤＦＳ的一块磁盘分区。在Ｅ－ｍａｉｌ邮箱中，ＥＩｍａｉｌ消息是存储的元素，Ｅ－ｍａｉｌ消息的结构由ＲＦｃ８２２、ＲＦｃ２０４５、ＲＦｃ２０４６规定。ＥＭＤＦＳ存储的单位是Ｅ．ｍａｉｌ消息，ＥＭＤＦＳ中的Ｅ－ｍａｉｌ消息对应于文件系统中磁盘扇区的概念。ＥＭＤＦＳ的存储消息分为存储Ｅ．ｍａｉｌ邮箱信息的超级消息和存储文件数据的数据消息两类。本地文件数据被切分成若干文件分片，每一个文件分片被封装成一条Ｅ．ｍａｊｌ消息。文件分片被存储在一个或多个Ｅ．ｍａｉ岫阱卣，通过数据消息的属性之间的联系，实现分布式存储。

超级消息是ＥＭＤＦＳ存储空间的属性信息，保存了构成ＥＭＤＦＳ的存储空间的Ｅ．ｍａｉｌ邮箱信息，用来访

第４期何兴高等：分布式个人文件系统的设计与实现５２３问Ｅ．ｍａｉｌ邮箱。超级消息在啪ＦＳ的每一个Ｅ－ｍａｉｌ邮箱保存一个副本，当有新的Ｅ－ｍａｉｌ邮箱加入到ＥＭＤＦｓ的存储空间中，或者某个Ｅ－ｍａｉ岫墨箱被从ＥＭＤＦＳ存储空间删除时，需要更新ＥＭＤＦＳ的超级消息。超级消息由消息体和消息头构成。消息体保存了构成ＥＭＤＦＳ的若干Ｅ＿ｍａｊｌ由Ｂ箱消息体保存了构成ＥＭＤＦＳ的若干Ｅ－ｍａｉｌ邮箱信息。超级消息的消息体＝Ｂ２Ｌｓｅ６４（邮箱１信息＋邮箱２信息＋…＋邮箱”信息）。邮箱信息＝邮箱地址幸空间容量木ｓＭＴＰ地址枣ＰＯＰ３或脚地址术用户名宰密码。一条邮箱信息对应于一个Ｅ．ｍａｉｌ邮箱，ＥＭＤＦｓ可以通过超级信息，访问每一个ＥＭＤＦＳ的Ｅ．ｍａｉ岫Ｂ箱。文件在ＥＭＤＦＳ上都是以消息的形式存储的。图３是本地文件转化成ＥＤＭＦＳ的数据消息的图示，消息体是文件分片数据，采用Ｂ嬲ｅ６４编码。消息头的作用是用来标志消息是文件分片数据、作为文件分片重新还原成文件的索引信息，表１是个人分布式网络存储系统中消息头结构的域及其含义。

表１基于Ｅ－ｍａｉｌ系统的个人分布式网络存储的消息头结构定义

４ＥＭＤＦＳ的逻辑文件系统

ＥＭＤＦＳ的逻辑文件系统包括舳ＦＳ的内存结构和用户接口。内存维护ＥＭＤＦＳ的分区列表（邮箱列表）、文件分片列表、文件列表。邮箱列表的每一

个节点被称为Ｍ－ｎｏｄｅ，Ｍ－ｎｏｄｅ结构定义为

ｓ觚ｃｔＭ．＿ｎｏｄｅ｛ｓ仃ｕＣｔ￣Ⅱ；ｏＸＭａｉｌ－ｂｏＸ；ｓ劬Ｃｔ

Ｍｎｏｄｅ蛆ｅｘｔｍａｉｌｂｏＸ，：文件分片列表的每

一个节点被称为ＦＦ－ｎｏｄｅ；文件列表的每一个

节点被称为Ｆ．ｎｏｄｅ。ＥＭＤＦｓ的内存结构采用

链表形式，如图４所示。有了咖ＦＳ的逻辑

结构，ＥＭＤＦＳ的命令接口有更新超级消息，

创建文件，读取文件，删除文件等；程序接图４ＥＭＤＦｓ在内存中的结构

口是提供给程序的库函数，包括更新超级消息、创建文件、读取文件、删除文件等。

ＦＦ—ｎｏｄｅ结构定义：Ｆ－ｎｏｄｅ结构定义：

ｓｔｎｌｃｔＦＩ乙．ｎｏｄｅ｛ｓｎｌｌｃｔＦ—ｎｏｄｅ｛

ｉｎｔＦｉｌｅＦｒａｇｍｅｎｔＤ；∥分片编号ｃｈａｒ?Ｆｉｌｅ＿Ｎａｍｅ；／／文件名

ｉｎｔＦｉｌｅＦｒａｊ妒ｅｎｔＳｉＺｅ；∥分片原始数据字节数ｃｈａｒ?ＦｉｌｅＤａ＿ｔｅ；／／文件创建日期

ｉｎｔＦｉｌｅＦｒａｇｍｅｎ认ｄｄｒｅｓｓ；∥分片原始数据在文ｍＦｉｌｅｓｉｚｅ；／／文件字节数

件中的开始地址ｎＦｉｌｅＦｒａｇｍｅｎｔＡｍｏｕｎｔ；∥文件分片数ｃｈａｒ＋ＦｉｌｅＦｒａｇｍｅｎｔＴｉｔｌｅ；∥Ｂ；硒ｅ６４编码分片Ｃｈａｒ?ｍｂｏＸｓ；／／所在邮箱的串，参考用

在Ｅ－ｍａｉｌ由Ｂ箱中检索ｓ仃ｕｃｔＦＦｎｏｄｅ?１ｊＦｎｏｄｅｓ；／／指向文件所有

ｓ劬ｃｔＭ＿ｎｏｄｅ?ｍ－＿ｎｏｄｅ；；∥邮箱的Ｍ＿ｎｏｄｅ节点ＦＦ＿ｎｏｄｅ的首地址指针）ｓｔｎＪｃｔＦｎｏｄｅ?ｎｅＸｔ；腑旨向下一个Ｆｎｏｄｅ的指针

）

５２４电子科技大学学报第３４卷５ＥＭＤＦＳ的逻辑文件系统的实现

对ＥＭＤＦＳ的实现，选用Ｗ＇ｍｄｏｗｓ平台，并采用１０个个人Ｅ－ｍａｉｌ邮箱作为Ｄ沮）ＦＳ的存储空间。整个系统包括ＥＭＤＦＳ的底层操作、Ｉ／ｏ操作、命令和程序接口。底层操作包括：１）发送一条Ｅ．ｍａｉｌ消息，用ＳＭｌＰ协议（及其扩展）发送消息（ＳｅｎｄＭｅｓｓａｇｅ，ＳＭ）；２）读Ｅ－ｍａｉｌ邮箱可用空间大小，用ＰｏＰ３或Ⅱ讧ＡＰ，记为接收保持存储大小∞ｃｅｉｖｅＲｅｍａｉｌｌＳｔｏｎａｇｅＳｉ勰，砌峪Ｓ）；３）读取Ｅ－ｍａｉｌ邮箱中的消息条数，用ＰＯＰ３或Ⅱ儿廿，记为接收消息数量∞ｃｅｉｖｅＭｅｓｓａｇｅＡｍｏｕｎｔ，ＲＭＡ）；４）读取一条Ｅ－ｍａｉｌ的消息头，使用ＰｏＰ３或Ⅱ雌Ｐ，接收消息头（ＲｅｃｅｉｖｃＭｅｓｓａｇｅＨｅａｄ，ＲＭＨ）；５）读取一条Ｅ—ｍａｉｌ消息的消息体，使用ＰＯＰ３或Ⅱ雌Ｐ，记为接收消息体（ｒｅｃｅｉ、，ｅｍｅｓｓａｇｅｂｏｄｙ，Ｉｍｍ）；６）删除一条Ｅ－ｍａｉｌ消息，使用ＰｏＰ３或Ⅱ儿心，记为删除消息（ＤｅｌｅｔｅＭｅｓｓａｇｅ，ＤＭ）。ＥＭＤＦＳ的№操作如表２所示。

表２ＥＭＤＦＳ的的操作

与通常的文件系统相比，ＥＭＤＦＳ具有主要应用于个人网络存储、实现在应用层、外存为Ｅ＿ｍａｉｌ邮箱和构建于若干个Ｅ咖ａｉｌ邮箱空间等特点。

６结束语

以上实验表明，螂Ｓ可以方便、快捷地完成个人网络存储，系统的响应时间在测试环境中是可以接受的。但对基于Ｅ－ｍａｉｌ的分布式文件系统ＥⅧＦＳ的数据安全性、数据在Ｅ－ｍａｎ空间存储的优化，以及数据的一致性、高速缓存、文件锁、文件共享和多级目录等问题，还需继续进行探讨。

参考文献

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编辑熊思亮

文件系统课程设计报告

设计时间： 2011-1-5至2011-1-7 专业年级：08计科4班：一.设计目的：通过操作系统其中一个子系统的设计和实现，掌握Linux文件系统的基本原理、结构和实现方法，掌握Linux文件系统中文件的建立、打开、读/写、执行、属性等系统调用的使用，学会设计简单的文件系统并实现一组操作，以及学习文件系统的系统调用命令，提高对文件系统实现功能的理解和掌握。同时，掌握操作系统设计的方法与技巧，增强系统软件设计的实际工作能力。二.设计容：为LINUX 设计一个简单的二级文件系统。本文件系统采用类似DOS系统的文件管理方式，每次调用该文件系统时，首先申请一定的存空间，然后对该存空间进行分配。将申请到的空间划分为目录区，文件区；采用位示图进行空间管理，盘块的分配使用显示（FAT 表）的方式。每次调用该文件系统时自动为其分配空间，并将上次操作的结果从硬盘上调入存；当结束调用时则将操作的结果重新存入硬盘，以便下次调用。（每次使用都会自动搜索文件系统，以此确定是否是第一次使用；若是则格式化生成文件系统，否则读取已存在的文件系统。）三．设计过程 1、实现功能该系统具备下列功能： login 用户登录logout 注销 mkdir/md 创建目录rmdir/rd 删除目录 cd/cd .. 修改目录creat 创建文件 open 打开文件dir 显示当前目录和文件 write 读文件 delete 删除文件 close 关闭文件 2、添加功能（1）制作了一个“操作命令符”列表框，说明接下来如何操作，这样有利于更好地阅读、操作和运行程序，使不懂得程序代码的人也可以运行该程序，更好地理解该程序实现的功能。（2）在命令解释层函数cmdexp()里加了一些选择和操作功能，增加程序实现的功能，如原来程序只有显示当前目录和文件、创建目录和修改目录的功能，把它拓展到系统所要求的全部功能，并在原有的程序的基础上进行相应的修改，使程序更加完善。 3、设计思路（1）要将文件存储在磁盘上，必须为之分配相应的存储空间，并对文件存储空间进行管

分布式文件系统Hadoop HDFS与传统文件系统Linux FS的比较与分析

６苏州大学学报（工科版）第３０卷图１Ｉ－ＩＤＦＳ架构２ＨＤＦＳ与ＬｉｎｕｘＦＳ比较ＨＤＦＳ的节点不管是ＤａｔａＮｏｄｅ还是ＮａｍｅＮｏｄｅ都运行在Ｌｉｎｕｘ上，ＨＤＦＳ的每次读／写操作都要通过ＬｉｎｕｘＦＳ的读／写操作来完成，从这个角度来看，ＬｉｎｕｘＰＳ是ＨＤＦＳ的底层文件系统。２．１目录树（ＤｉｒｅｃｔｏｒｙＴｒｅｅ）两种文件系统都选择“树”来组织文件，我们称之为目录树。文件存储在“树叶”，其余的节点都是目录。但两者细节结构存在区别，如图２与图３所示。一二Ｒｏｏｔ＼图２ＩｔＤＦＳ目录树围３ＬｉｎｕｘＦＳ目录树２．２数据块（Ｂｌｏｃｋ）Ｂｌｏｃｋ是ＬｉｎｕｘＦＳ读／写操作的最小单元，大小相等。典型的ＬｉｎｕｘＦＳＢｌｏｃｋ大小为４ＭＢ，Ｂｌｏｃｋ与ＤａｔａＮ－ｏｄｅ之间的对应关系是固定的、天然存在的，不需要系统定义。ＨＤＦＳ读／写操作的最小单元也称为Ｂｌｏｃｋ，大小可以由用户定义，默认值是６４ＭＢ。Ｂｌｏｃｋ与ＤａｔａＮｏｄｅ的对应关系是动态的，需要系统进行描述、管理。整个集群来看，每个Ｂｌｏｃｋ存在至少三个内容一样的备份，且一定存放在不同的计算机上。２．３索引节点（ＩＮｏｄｅ）ＬｉｎｕｘＦＳ中的每个文件及目录都由一个ＩＮｏｄｅ代表，ＩＮｏｄｅ中定义一组外存上的Ｂｌｏｃｋ。ＨＤＰＳ中ＩＮｏｄｅ是目录树的单元，ＨＤＦＳ的目录树正是在ＩＮｏｄｅ的集合之上生成的。ＩＮｏｄｅ分为两类，一类ＩＮｏｄｅ代表文件，指向一组Ｂｌｏｃｋ，没有子ＩＮｏｄｅ，是目录树的叶节点；另一类ＩＮｏｄｅ代表目录，没有Ｂｌｏｃｋ，指向一组子ＩＮｏｄｅ，作为索引节点。在Ｈａｄｏｏｐ０．１６．０之前，只有一类ＩＮｏｄｅ，每个ＩＮｏｄｅ都指向Ｂｌｏｃｋ和子ＩＮ－ｏｄｅ，比现有的ＩＮｏｄｅ占用更多的内存空间。２．４目录项（Ｄｅｎｔｒｙ）Ｄｅｎｔｒｙ是ＬｉｎｕｘＦＳ的核心数据结构，通过指向父Ｄｅｎ姆和子Ｄｅｎｔｒｙ生成目录树，同时也记录了文件名并指向ＩＮｏｄｅ，事实上是建立了＜ＦｉｌｅＮａｍｅ，ＩＮｏｄｅ＞，目录树中同一个ＩＮｏｄｅ可以有多个这样的映射，这正是连

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中北大学操作系统课程设计说明书学院、系：软件学院专业：软件工程学生姓名：徐春花学号：设计题目：基于Linux的模拟文件系统的设计与实现起迄日期: 2014年6月14日- 2014年6月26日指导教薛海丽

师: 2014 年 6月 26 日前言简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。 Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件。用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码，而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。可以说，Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象，任何一位用户都能从有关Linux的网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码，这样，用户就可以根据自己的需要下载源代码，以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。这对Windows NT、Windows98、MS-DOS或OS2

等商品化操作系统来说是无法做到的。 Linux具有：稳定、可靠、安全的优点，并且有强大的网络功能。其中有对读、写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，这些都为安全提供了保障。在相关软件的支持下，可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务，还可作为路由器使用，利用IPCHAINSIPTABLE网络治理工具可构建NAT及功能全面的防火墙。 Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。目录 1需求分析 (3) 1.1 功能介绍 (3) 1.2 目的及意义 (5) 1.2.1 目的 (5) 1.2.2 意义 (6) 1.3 设计成果 (7) 2总体设计 (8) 2.1功能介绍 (8) 2.2模块关联 (9) 3详细设计 (12)

分布式汽车电气电子系统设计和实现架构

分布式汽车电气/电子系统设计和实现架构在过去的十几年里，汽车的电气和电子系统已经变得非常的复杂。今天汽车电子/电气系统开发工程师广泛使用基于模型的功能设计与仿真来迎接这一复杂性挑战。新兴标准定义了与低层软件的标准化接口，最重要的是，它还为功能实现工程师引入了一个全新的抽象级。这提高了软件组件的可重用性，但不幸的是，关于如何将基于模型的功能设计的结果转换成高度环境中的可靠和高效系统实现方面的指导却几乎没有。另外，论述设计流程物理端的文章也非常少。本文概述了一种推荐的系统级设计方法学，包括、分布在多个ECU中的网络和任务调度、线束设计和规格生成。为什么需要AUTOSAR? 即使在同一家公司，“架构设计”对不同的人也有不同的含义，这取决于她们站在哪个角度上。物理架构处理系统的有形一面，如布线和连接器，逻辑架构定义无形系统的结构和分配，如软件和通信协议。当前设计物理架构和逻辑架构的语言是独立的，这导致相同一个词的意思能够完全不同，设计团队和流程也是独立的，这也导致了一个非常复杂的设计流程(如图1所示)。

图1：物理和逻辑设计流程。这种复杂性导致了次优设计结果，整个系统的正确功能是如此的难于实现，以致于几乎没有时间去寻求一种替代方法，它可导致更坚固的、可扩展性更好的和更具成本效益的解决方案。为了实现这样一种解决方案，设计师需要新的方法，它能够将物理和逻辑设计流程紧密相连，并依然允许不同的设计团队做她们的工作。新兴的AUTOSAR标准为系统级汽车电子/电气设计方法学提供了一个技术上和经济上都可行的选择，尽管它主要针对软件层面，即逻辑系统的设计。不过，大量广泛的AUTOSAR元模型及其丰富的接口定义允许系统级电子/电气架构师以标准的格式表示她的设计思想。从经济上看，AUTOSAR标准打开了一个巨大的、统一的市场，它使得能够创立合适的设计工具。

操作系统课程设计文件系统管理)

操作系统课程设计Array文件系统管理学院计算机学院专业计算机科学与技术班级姓名学号 2013年1月8日广东工业大学计算机学院制文件系统管理一、实验目的模拟文件系统的实现的基本功能，了解文件系统的基本结构和文件系统的管理方法看，加深了解文件系统的内部功能的实现。通过高级语言编写和实现一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程，从而对各种文件操作系统命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。二、实验内容和要求编程模拟一个简单的文件系统，实现文件系统的管理和控制功能。在用户程序中通过使用文件系统提供的create，open，read，write，close，delete等文件命令，对文件进行操作。以下报告主要包括： 1.可行性分析 2.需求分析 3.概要设计

4.详细设计 5.测试 6.总结三、可行性分析 1、技术可行性对于图形编程还不了解，但是经过本学期的三次实验的练习，可以设计好命令操作界面。利用大二期间学习的数据结构可以模拟出此课程设计的要求。 2、经济可行性课程设计作为本课程的练习及进一步加深理解。与经济无关，可以不考虑。（零花费，零收益） 3.法律可行性自己编写的程序，仅为练习，不作其他用途，与外界没什么联系，可行。四、需求分析编写程序实现文件系统，主要有以下几点要求： 1、实现无穷级目录管理及文件管理基本操作 2、实现共享“别名” 3、加快了文件检索五、概要设计为了克服单级目录所存在的缺点，可以为每一位用户建立一个单独的用户文件目录UFD（User File Directory）。这些文件目录可以具有相似的结构，它由用户所有文件的文件控制块组成。此外，在系统中再建立一个主文件目录MFD （Master File Directory）；在主文件目录中，每个用户目录文件都占有一个目

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操作系统文件管理实验报告

操作系统实验报告实验名称：文件管理专业班级：网络工程1301 学号：姓名： 2015 年6 月16 日

实验一文件管理一、实验目的文件管理是操作系统的一个非常重要的组成部分。学生应独立用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质容和执行过程有比较深入的了解，掌握它们的实施方法，加深理解课堂上讲授过的知识。二、预备知识 1.VS2010的使用 2.C#的学习 3.文件主目录与子目录的理解三、实验容与步骤用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。要求设计一个10 个用户的文件系统，每次用户可保存10 个文件，一次运行用户可以打开5 个文件。系统能够检查打入命令的正确性，出错时能显示出错原因。对文件必须设置保护措施，例如只能执行，允许读等。在每次打开文件时，根据本次打开的要求，在此设置保护级别，即有二级保护。文件的操作至少有Create、delete、open、close、read、write 等命令。所编写的程序应采用二级文件目录，即设置主文件目录和用户文件目录。前者应包含文件主及它们的目录区指针；后者应给出每个文件占有的文件目录，即文件名，保护码，文件长度以及它们存放的位置等。另外为打开文件设置运行文件目录（AFD），在文件打开时应填入打开文件号，本次打开保护码和读写指针等。程序流程图：

逻辑设计：使用线性数组表表示MFD，泛型数组表示UFD，每个元素包括用户ID、保存的文件数、再使用线性表表示文件信息，每个元素包括文件名，文件属性（保护码），文件的状态等信息。物理设计： //主目录 private FileUser[] mfd; //当前用户 private FileUser currentuser; ///

/// 文件 ///

public class FileObject { public string filename; public int size=20; public int read=0; public int write = 0; public string author; } ///

/// 文件系统用户 ///

public class FileUser { public string username;

分布式系统架构设计

本文作者Kate Matsudaira是一位美丽的女工程副总裁，曾在Sun Microsystems、微软、亚马逊这些一流的IT公司任职。她有着非常丰富的工作经验和团队管理经验，当过程序员、项目经理、产品经理以及人事经理。专注于构建和操作大型Web应用程序/网站，目前她的主要研究方向是SaaS（软件即服务）应用程序和云计算（如大家所说的大数据）。本文是作者在AOSA一书介绍如何构建可扩展的分布式系统里的内容，在此翻译并分享给大家。开源软件已经成为许多大型网站的基本组成部分，随着这些网站的逐步壮大，他们的网站架构和一些指导原则也开放在开发者们的面前，给予大家切实有用的指导和帮助。这篇文章主要侧重于Web系统，并且也适用于其他分布式系统。 Web分布式系统设计的原则构建并运营一个可伸缩的Web站点或应用程序到底是指什么？在最初，仅是通过互联网连接用户和访问远程资源。和大多数事情一样，当构建一个Web服务时，需要提前抽出时间进行规划。了解大型网站创建背后的注意事项以及学会权衡，会给你带来更加明智的决策。下面是设计大型Web系统时，需要注意的一些核心原则： ?可用性 ?性能 ?可靠性 ?可扩展 ?易管理 ?成本上面的这些原则给设计分布式Web架构提供了一定的基础和理论指导。然而，它们也可能彼此相左，例如实现这个目标的代价是牺牲成本。一个简单的例子：选择地址容量，仅通过添加更多的服务器（可伸缩性），这个可能以易管理（你不得不操作额外的服务器）和成本作为代价（服务器价格）。无论你想设计哪种类型的Web应用程序，这些原则都是非常重要的，甚至这些原则之间也会互相羁绊，做好它们之间的权衡也非常重要。基础

文件管理系统课程设计

课程名称：操作系统实验题目：文件管理系统 1、课程设计选题 (3) 1.1主要设计内容 3 1.2主要设计思路 3 2、课程设计需求分析 3 3、概要设计 (4) 3.1整体设计框架 4 3.2各模块的基本功能 4 4、系统实现 5 4.1原理 6 4.2各模块算法思想 6 4.3流程图描述 9 4.4代码描述 10 5、系统测试 11

5.1系统主界面 11 5.2子系统功能测试 11 6、总结 19 7、参考文献样式 19 1、课程设计选题 1.1主要设计内容本课程设计主要是用C语言编写，设计的是一个模拟的多用户多级目录的文件管理系统。通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。 1.2主要设计思路首先系统要完成初始化的任务，建立起整个系统，等待用户注册，注册成功后，用户登录模块，对用户的用户名进行验证，如果用户登录成功，则系统进入等待用户输入的状态，用户选择相应指令后，系统按照即定方式处理用户请求，用户退出后，系统转入登录模块，等待下一位用户的登录。 2、课程设计需求分析本系统为多用户多级目录的文件管理系统，用户可以根据所注册的用户名登陆来对文件或是文件进行操作。多用户功能可以满足不同用户不同的需求，同时也起到了很好的保密作用。文件系统为用户提供了按名存取的功能，以使得用户能透明地存储访问文

件。为了实现按名存取，文件需要对文件存储设备进行合理的组织，分配；对存储在文件存储设备上的文件进行保护，保密和提供共享的手段。另外，文件系统还要提供检索文件或文件中记录的手段，文件系统就是完成上述功能的一组软件和数据结构的集合。模拟一个文件管理系统，要完成对文件的基本操作，文件的基本操作有文件、文件夹的打开、新建、删除和读取写入文件，创建更改目录，列出目录内容等信息。系统建立了文件目录树，存储文件系统中的所有文件。对于用户名下的文件，用文件目录树的分枝来存贮。采用命令行操作界面很直观，也方便用户进行操作，用户只要按照操作界面所显示的命令来操作就行了。因为存在着同一个目录下不能有同名文件的问题。所以在进行文件的基本操作时要考虑到在已经有的文件中是否有同名文件，有的话则输出提示信息。 3、概要设计 3.1整体设计框架系统初始化界面是由用户注册，用户登录，退出系统三个模块组成。用户登录模块再由创建用户，进入目录，删除用户，显示所有用户，显示位示图，修改用户资料几大模块组成。然后各个模块再由一些小模块组成。其中创建文件，打开关闭文件，读写文件等文件操作模块包括在进入目录模块里面。 3.2各模块的基本功能 3.21系统初始化系统的初始化包括初始化了磁盘的空间即位示图、一个管理员用户 3.22用户注册模块用户可以在这里注册，用户名和密码的最大长度都为10个字节，如果用户名不重复的话，则注册成功，用户的权限默认为一般用户。

分布式文件系统架构设计(20201126073806)

分布式文件系统架构设计 1. 前言...................................................... 3.

2. HDFS1 (3) 3. HDFS2 (5) 4. HDFS3 ............................................................................................. 1 1 5. 结语..................................................... 1.5

1. 刖言 Hadoop 是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力进行高速运算和存储。 Hadoop 实现了一个分布式文件系统(Hadoop Distributed File System )，简称HDFS，解决了海量数据存储的问题；实现了一个分布式计算引擎MapReduce ，解决了海量数据如何计算的问题；实现了一个分布式资源调度框架YARN，解决了资源调度，任务管理的问题。而我们今天重点给大家介绍的是Hadoop 里享誉世界的优秀的分布式文件系统-HDFS。 Hadoop 重要的比较大的版本有:Hadoop1 ,Hadoop2 , hadoop3 。同时也相对应的有HDFS1 ，HDFS2，HDFS3三个大版本。后面的HDFS的版本，都是对前一个版本的架构进行了调整优化，而在这个调整优化的过程当中都是解决上一个版本的架构缺陷，然而这些低版本的架构缺陷也是我们在平时工作当中会经常遇到的问题，所以这篇文章一个重要的目的就是通过给大家介绍HDFS不同版本的架构演进，通过学习高版本是如何解决低版本的架构问题从而来提升我们的系统架构能力。 2. HDFS1

FAT文件系统操作系统课程设计实验报告

操作系统课程设计之三设计任务：模拟OS文件系统在任一OS（Window或者Dos；也可以是在Linux下，但要求能将结果演示给老师看）下，建立一个大文件，把它假象成一张盘，在其中实现一个简单的模拟OS 字，第 ⑤、每个目录实际能放下文件或子目录30项。 ⑸、文件系统空间分配： ①、第0个盘块（1k）存放磁盘信息（可以设定为格式说明“FAT32”、盘块大小，盘块数等内容） ②、第1个盘块起，至125盘块，共125个盘块（125k）存放FAT内容 ③、第126、127（2个）盘块，存放位示图

④、从第128盘块至10000盘块，皆为数据（区）盘块，其逻辑编号从0开始，至 9872号数据盘块，即第0数据盘块为128号盘块，第1数据盘块为129号盘块，… ⑤、第0数据盘块（即128号盘块），存放根目录（同样只用一个盘块作根目录），由于第0、1目录项为“.”（本目录）, “..”（父目录），因此根目录下同样只能存放30个文件或目录，并且从第2个目录项开始。 ⑥、文件或子目录数据，放在第1数据盘块及以后的数据盘块中，由用户按需要使用。内容 ⑺、删除文件 #DelFile 文件名.扩展名，在文件所在的目录项中，将第一个字节变为0xE5，并同时修改FAT内容和位示图内容；如果文件不存在，给出出错信息 ⑻、文件拷贝 #CopyFile 老文件,新文件，为新文件创建一个目录项，并将老文件内容复制到新文件中，并同时修改FAT内容和位示图内容 ⑼、显示位示图内容

#ShowBitMP，将位示图内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制）⑽、显示FAT内容 #ShowFAT，将FAT内容（已有信息部分），显示在屏幕上（按十六进制） 4、程序的总体流程为： ⑴、输出提示符#，等待接受命令，分析键入的命令； ⑵、对合法的命令，执行相应的处理程序，否则输出错误信息，继续等待新命令关于对FAT表和MAP表的用法 1.当要用到数据块是，查询MAP表（因为只做比较查询即可）,查询到的未用位置置1，然后在FAT表上进行相应记录，在本程序做出的规定是，当文件夹FAT 表做-1，若是文件则按照FAT做对应的顺序记录，最后一块同样是-1结束，2.回收的时候，是按照FAT表的首项，做顺序置0，然后MAP也在相应位置置0

操作系统简单文件系统设计及实现

简单文件系统的设计及实现一、实验目的： 1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解 2、要求设计一个 n个用户的文件系统，每次用户可保存m个文件，用户在一次运行中只能打开一个文件，对文件必须设置保护措施，且至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。二、实验内容： 1、设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。 2、程序采用二级文件目录（即设置主目录[MFD]）和用户文件目录（UED）。另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。 3、为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作 4、算法与框图 ?因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索。 ?文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。 ?程序中使用的主要设计结构如下：主文件目录和用户文件目录（ MFD、UFD）；打开文件目录（ AFD）（即运行文件目录）文件系统算法的流程图如下

三、工具/准备工作：在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容。并做以下准备： 1) 一台运行Windows 2000 Professional或Windows 2000 Server的操作系统的计算机。 2) 计算机中需安装Visual C++ 6.0专业版或企业版四、实验要求：（１）按照学校关于实验报告格式的要求，编写实验报告（含流程图）；（２）实验时按两人一组进行分组，将本组认为效果较好的程序提交检查。

分布式汽车电气-电子系统设计和实现架构

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分布式汽车电气/电子系统设计和实现架构在过去的十几年里，汽车的电气和电子系统已经变得非常的复杂。今天汽车电子/电气系统开发工程师广泛使用基于模型的功能设计与仿真来迎接这一复杂性挑战。新兴标准定义了与低层软件的标准化接口，最重要的是，它还为功能实现工程师引入了一个全新的抽象级。这提高了软件组件的可重用性，但不幸的是，关于如何将基于模型的功能设计的结果转换成高度环境中的可靠和高效系统实现方面的指导却几乎没有。此外，论述设计流程物理端的文章也非常少。本文概述了一种推荐的系统级设计方法学，包括、分布在多个ECU中的网络和任务调度、线束设计和规格生成。为什么需要AUTOSAR? 即使在同一家公司，“架构设计”对不同的人也有不同的含义，这取决于他们站在哪个角度上。物理架构处理系统的有形一面，如布线和连接器，逻辑架构定义无形系统的结构和分配，如软件和通信协议。目前设计物理架构和逻辑架构的语言是独立的，这导致相同一个词的意思可以完全不同，

设计团队和流程也是独立的，这也导致了一个非常复杂的设计流程(如图1所示)。图1：物理和逻辑设计流程。这种复杂性导致了次优设计结果，整个系统的正确功能是如此的难于实现，以致于几乎没有时间去寻求一种替代方法，它可导致更坚固的、可扩展性更好的和更具成本效益的解决方案。为了实现这样一种解决方案，设计师需要新的方法，它可以将物理和逻辑设计流程紧密相连，并仍然允许不同的设计团队做他们的工作。新兴的AUTOSAR标准为系统级汽车电子/电气设计方法学提供了一个技术上和经济上都可行的选择，尽管它主要针对软件层面，即逻辑系统的设计。不过，大量广泛的AUTOSAR元模型及其丰富的接口定义允许系统级电子/电气架构师以标准的格式表达他的设计思想。从经济上看，

操作系统课程设计-模拟文件系统

目录第1章需求分析 (1) 第2章概要设计 (1) 2.1 系统的主要功能 (1) 2.2系统模块功能结构 (1) 2.3运行环境要求 (2) 2.4数据结构设计 (2) 第3章详细设计 (3) 3.1模块设计 (3) 3.2算法流程图 (3) 第4章系统源代码 (4) 第5章系统测试及调试 (4) 5.1运行结果及分析 (4) 5.2系统测试结论 (5) 第6章总结与体会 (6) 第7章参考文献 (6) 附录 (7)

第1章需求分析通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力；掌握操作系统结构、实现机理和各种典型算法，系统地了解操作系统的设计和实现思路，并了解操作系统的发展动向和趋势。模拟二级文件管理系统的课程设计目的是通过研究Linux的文件系统结构，模拟设计一个简单的二级文件系统，第一级为主目录文件，第二级为用户文件。第2章概要设计 2.1 系统的主要功能 1) 系统运行时根据输入的用户数目创建主目录 2) 能够实现下列命令： L ogin 用户登录 Create 建立文件 Read 读取文件 Write 写入文件 D elete 删除文件 Mkdir 建立目录 Cd 切换目录 Logout 退出登录 2.2系统模块功能结构

2.3运行环境要求操作系统windows xp ，开发工具vc++6.0 2.4数据结构设计用户结构：账号与密码结构 typedef struct users { char name[8]; char pwd[10]; }users; 本系统有8个默认的用户名,前面是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。 users usrarray[8] = { "usr1","usr1", "usr2","usr2", "usr3","usr3", "usr4","usr4", "usr5","usr5", "usr6","usr6", "usr7","usr7", "usr8","usr8", }; (3)数据结构说明 a)文件结构链表 struct fnode { char filename[FILENAME_LENGTH]; int isdir; int isopen; char content[255]; fnode *parent; fnode *child; fnode *prev; fnode *next; }; b)函数介绍 fnode *initfile(char filename[],int isdir);//初始化文件或目录 void createroot();//建立系统根目录 int run();系统运行 int findpara(char *topara);对参数进行处理 bool chklogin(char *users, char *pwd);检查账号与口令 void help();命令列表 int mkdir();建立目录 int create();建立文件

文件系统实验报告

实验二文件系统实验报告

一．实验简介本实验要求在假设的I/O 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。文件系统把磁盘视为顺序编号的逻辑块序列，逻辑块的编号为0 至L-1。I/O 系统利用内存中的数组模拟磁盘。实际物理磁盘的结构是多维的：有柱面、磁道、扇区等概念。I/O 系统的任务是隐藏磁盘的结构细节，把磁盘以逻辑块的面目呈现给文件系统。逻辑块顺序编号，编号取值范围为0 至L .. 1，其中L 表示磁盘的存储块总数。实验中，我们可以利用字符数组ldisk[L][B] 构建磁盘模型，其中 B 表示每个存储块的长度。I/O 系统从文件系统接收命令，根据命令指定的逻辑块号把磁盘块的内容读入命令指定的内存区域，或者把命令指定的内存区域内容写入磁盘块。我设计的文件系统拥有三个用户。二．具体说明 1.文件系统的组织：磁盘的前k 个块是保留区，其中包含如下信息：位图和文件描述符。位图用来描述磁盘块的分配情况。位图中的每一位对应一个逻辑块。创建或者删除文件，以及文件的长度发生变化时，文件系统都需要进行位图操作。前k 个块的剩余部分包含一组文件描述符。每个文件描述符包含如下信息： ?文件长度，单位字节 ?文件分配到的磁盘块号数组。该数组的长度是一个系统参数。在实验中我们可以把它设置为一个比较小的数，例如3。 2．目录：我们的文件系统中仅设置一个目录，该目录包含文件系统中的所有文件。除了不需要显示地创建和删除之外，目录在很多方面和普通文件相像。目录对应0 号文件描述符。初始状态下，目录中没有文件，所有，目录对应的描述符中记录的长度应为0，而且也没有分配磁盘块。每创建一个文件，目录文件的长度便增加一分。目录文件的内容由一系列的目录项组成，其中每个目录项由如下内容组成： ?文件名 ?文件描述符序号 3.对文件的操作：文件系统需提供如下函数；create, destroy, open, read, write。 ?create(filename): 根据指定的文件名创建新文件。 ?destroy(filename): 删除指定文件。 ?open(filename): 打开文件。该函数返回的索引号可用于后续的read, write, lseek, 或close 操作。 ?close(index): 关闭制定文件。 ?read(index, mem_area, count): 从指定文件顺序读入count 个字节mem_area 指定的内存位

分布式个人文件系统的设计与实现

第３４卷第４期２００５年８月电子科技大学学报Ｊｏ啪ａｌｏｆＵＥＳＴｏｆＣｈｉｎａＶ０１．３４Ｎｏ．４Ａｕｇ．２００５分布式个人文件系统的设计与实现何兴高，张凤荔，黄远军，秦志光，周明天（电子科技大学计算机科学与工程学院成都６１００５４）【摘要】提出了一种基于Ｅ－ｍａｉｌ系统的分布式文件系统一ＥⅧＦＳ，给出了扩展的Ｓ删＊议（Ｅ㈣的状态转换方式和定义，在此基础上研究了利用ＥＳＭｒＰ来构建分布式个人文件系统的方法和模型，设计了哪Ｓ的模型、内外存的结构、Ｉ，ｏ操作、用户接口以及ＥＭＤＦＳ的各种功能．关键词简单邮件传输协议；互联网消息存取协议４；个人网络存储；分布式文件系统中图分类号ＴＰ３９３文献标识码ＡＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰｅｒｓｏｎａｌＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ眦Ｘｉｎ唱ａ０，蕊ＡＮＧＦｅｎｇ－ｌｉ，ｍＩＡＮＧＹｕａｌｌ．ｊｕｎ，ＱＮｚｈｉ倒锄ｇ，盟ｏＵＭ吨－ｔｉ锄（Ｓｃｈｏｏｌ０ｆＣ伽ｐｕ魄Ｓｃｉ∞∞锄ｄＥｎｇ．ｍ∞血ｇ，ＵＥＳＴｏｆａ血ａａ姗窖ｄｕ６１００１５４）Ａｂｓｔｒａｃｔ。Ｉ＇ｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔＳａｄｉｓ仃ｉｂｍｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍｂ嬲ｅｄｏｎＥ－ｍａｉｌｎ锄ｅｄＥ－ｎｌａｉｌｄｉｓ仃ｉｂｕｔｅｄｆｕｅｓｙＳｔｅｍ．Ｔｈｉｓｐ印ｅｒｇｉｖｅｓ曲ｓｔａｔｅ强ｄｄｅｆｍｉ廿ｏｎｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎＳ咖巾鹤ｅｄ０ｎｍｉｓｗｅｄｅｓ蜘也ｅｍｏｄｅｌ锄ｄｍｅｍｏｄｏｆ也ｅＥＭＤＦＳ，锄ｄｐｒｏｐｏｓｅｍｅｓｔｏｒｅＳｐａ鸭ｔｔｌｅｍＩ锄。巧龃ｄｄｉｓｋ咖叽鹏ｏｆＥＭＤＦＳ，ｔｌｌｅＩ／Ｏｏｐｅｒａｔｏｒｓ，ｕｓｅｒｉＩｌｔｅｒｆｉａｃｅ，龇ｌｄｏｔｈｅｒｆｌｌｎｃｔｉｏｎｓ．ＫｅｙｗｏｒｄｓｓｉＩＩｌｐｌｅｍａｉｌ仃趾ｓｆｅｒｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｉｎｔｅｍｅｔｍｅｓｓａｇｅａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌ－ｖｅｒＳｉｏｎ４；ｐｅｒｓｏｎｎｅｔｗａｒｅｓｔｏｒａｇｅ；ｄｉｇ廿ｉｂｕｔｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍ本文提出了一种基于分布式环境的个人数据的网络存储方式，对现有的网络协议进行扩充，利用Ｅ．ｍａｉｌ，解决个人数据文件在分布式网络环境下的实时存储、共享。１Ｅ．ｍａｉｌ协议及其扩展Ｅ．ｍａｉｌ协议包括简单邮件传输协议（ＳｉｍｐｌｅＭａｉｌＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＳＭｒＰ）‘１】，简单邮件传输协议服务扩展①ｘｔｅｎｄｅｄｓＭｒＰ：ＥｓＭｒＰ尸，邮局协议３口ｏｓｔＯｍｃｅＰｒｏｔｏｃ０１．ＶｅｒＳｉｏｎ３，ＰＯＰ３），互联网消息存取协议４（ＩｒｌｔｅｍｅｔＭｅｓｓａｇｅＡｃｃｅｓｓＰｒｏｔｏｃｏｌ－Ｖ．ｅｒｓｉｏｎ４，Ⅱ儿心４）【３】’多用途网际邮件扩展（ＭｕｈｉｐｕｒｐｏｓｅｈｌｔｅｍｅｔＭ２ＬｉｌＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，Ｍｍｍ）【４】。ＳＭｒＰ本身没有存储空间的概念，对ＳＭ冲进行存储扩展，就要引入个人存储空间扩展的概念（ｓｔｏｒａｇｅｅ）（ｔｅｎｄｅｄＳＭＩＰ，ＳＳＭｒＰ）。默认的个人存储空间是ＳＭＡＩＬＢＯｘ；引入ＳＭ俎ＢＯＸ，可避免普通邮件同个人网络存储的数据相混淆。ＳＳＭＩＰ连接后，进入普通的ＳＭＩＰ状态似０ｎ．ＳＳＭＩ．Ｐ状态），进行邮件操作。用户可以使用特殊命令ＳＨＬＯ，切换到ＳＳＭｒＰ个人存储空间。为了保护用户个人空间，必须对用户进行身份验证，验证成功后，选择个人空间进入；消息发送和个人数据的就以消息格式存储在一条消息中，包含个人数据的所有的消息，都存储在该个人存储空间中。ＳＳＭｌＰ协议包括Ｎ０ｎ．ＳＳＭｒＰ状态、收稿日期：２００４—０６一∞ 基金项目：四川省科技攻关项目（ＩＯ町Ｙ０２舢００ｌ－３）作者简介：何兴高（１９６４一），男，硕士，工程师，主要从事计算机控制、智能交通系统方面的研究．

操作系统课程设计文件系统

操作系统课程设计文件系统#include stdio.h #include memory.h #include string #include iostream using namespace std； struct FCB { char fname[16]；//文件名 int type；//1代表普通文件2代表目录文件0表示空文件 int size；//文件大小 int fatherBlockNum；//当前的父目录盘块号 int currentBlockNum；//当前的盘块 void initialize() { strcpy(fname,"[message]")； type=0； size=0； fatherBlockNum=currentBlockNum=0； }

}； const char*FilePath="C：\myfiles"； const int BlockSize=512；//盘块大小(可配置) const int OPEN_MAX=5；//能打开最多的文件数 const int BlockCount=BlockSize/sizeof(int)；//盘块数 const int DiskSize=BlockSize*BlockCount；//磁盘大小 const int BlockFcbCount=BlockSize/sizeof(FCB)；//目录文件的最多FCB数 //const int IOBUF_SIZE=512； //char IOBuffer[IOBUF_SIZE]； int OpenFileCount=0； struct OPENLIST//用户文件打开表 { int files；//当前打开文件数 FCB f[OPEN_MAX]；//FCB拷贝 OPENLIST() { files=0； for(int i=0；i OPEN_MAX；i++){ f[i].fatherBlockNum=-1；//为分配打开

分布式文件系统架构设计

目录 1.前言 (3) 2.HDFS1 (3) 3.HDFS2 (5) 4.HDFS3 (11) 5.结语 (15)

1.前言 Hadoop是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力进行高速运算和存储。 Hadoop实现了一个分布式文件系统（Hadoop Distributed File System），简称HDFS，解决了海量数据存储的问题；实现了一个分布式计算引擎MapReduce，解决了海量数据如何计算的问题；实现了一个分布式资源调度框架YARN，解决了资源调度，任务管理的问题。而我们今天重点给大家介绍的是Hadoop里享誉世界的优秀的分布式文件系统-HDFS。 Hadoop重要的比较大的版本有:Hadoop1，Hadoop2，hadoop3。同时也相对应的有HDFS1，HDFS2，HDFS3三个大版本。后面的HDFS的版本，都是对前一个版本的架构进行了调整优化，而在这个调整优化的过程当中都是解决上一个版本的架构缺陷，然而这些低版本的架构缺陷也是我们在平时工作当中会经常遇到的问题，所以这篇文章一个重要的目的就是通过给大家介绍HDFS不同版本的架构演进，通过学习高版本是如何解决低版本的架构问题从而来提升我们的系统架构能力。 2.HDFS1

最早出来投入商业使用的的Hadoop的版本，我们称为Hadoop1，里面的HDFS就是HDFS1，当时刚出来HDFS1，大家都很兴奋，因为它解决了一个海量数据如何存储的问题。HDFS1用的是主从式架构，主节点只有一个叫：Namenode，从节点有多个叫：DataNode。我们往HDFS上上传一个大文件，HDFS会自动把文件划分成为大小固定的数据块（HDFS1的时候，默认块的大小是64M，可以配置），然后这些数据块会分散到存储的不同的服务器上面，为了保证数据安全，HDFS1里默认每个数据块都有3个副本。Namenode是HDFS的主节点，里面维护了文件系统的目录树，存储了文件系统的元数据信息，用户上传文件，下载文件等操作都必须跟NameNode进行交互，因为它存储了元数据信息，Namenode为了能快速响应用户的操作，启动的时候就把元数据信息加载到了内存里面。DataNode是HDFS的从节点，干的活就很简单，就是存储block文件块。