一種空管自動(dòng)化操作系統(tǒng)模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：提出一種能夠進(jìn)行Solaris系統(tǒng)操作的模擬軟件，該軟件應(yīng)用于對空管自動(dòng)化的技術(shù)維護(hù)上機(jī)練習(xí)，通過模擬Solaris系統(tǒng)的文件管理及相關(guān)操作命令，以C語言進(jìn)行編寫，實(shí)現(xiàn)了windows管理平臺下的Solaris系統(tǒng)模擬。

關(guān)鍵詞：Solaris系統(tǒng)；空管自動(dòng)化技術(shù)維護(hù)；文件管理；C語言

1 概述

當(dāng)前，空中交通管理自動(dòng)化系統(tǒng)由于系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求及相關(guān)規(guī)定，多數(shù)采用LIUNX/UNIX/SOLARIS等系統(tǒng)，此類系統(tǒng)作為工業(yè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，并無日常使用，因此操作人員對其的了解多數(shù)停留在簡單命令操作的表層設(shè)計(jì)上，對文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)更是了解甚少。而對于空管技術(shù)保障人員來說，提高自身技術(shù)技能更好服務(wù)空管運(yùn)營是空管安全保障的關(guān)鍵之一。因此，近年來各地空管分局站投入了大量人力物力進(jìn)行各種技術(shù)培訓(xùn)，力爭提高自身的技術(shù)水平。而對于當(dāng)前而言，缺乏一種能夠從底層介紹實(shí)現(xiàn)以上系統(tǒng)的模擬器以實(shí)現(xiàn)操作人員對其系統(tǒng)管理及相關(guān)命令的理解。文章從實(shí)際出發(fā)，通過空管telephonics自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的Solaris系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)，為技術(shù)保障人員提供一種系統(tǒng)理解的手段與平臺，與此同時(shí)也為相關(guān)其他UNIX系統(tǒng)、LINUX系統(tǒng)的模擬設(shè)計(jì)提供一種參考。

2 總體設(shè)計(jì)思想

作為以文件管理為根本的Solaris系統(tǒng)，文件的管理是操作系統(tǒng)的核心，它實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件資源管理，在實(shí)際空管自動(dòng)化中則體現(xiàn)對telephonics系統(tǒng)軟件的操作。因此熟悉掌握Solaris系統(tǒng)必須先熟悉其文件的管理及文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此設(shè)計(jì)的核心在于系統(tǒng)的文件管理，具體實(shí)現(xiàn)如下：

首先假定模擬的Solaris文件系統(tǒng)可利用的內(nèi)存空間為1M，并將其分為512塊，每一塊為512個(gè)字節(jié)，對于分好的512塊便是文件系統(tǒng)可使用的塊數(shù)。在系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)的分配以塊分配為標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)于位示圖方法管理。在具體實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)首先建立512個(gè)塊，按照上述理解進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)塊又擁有自己的標(biāo)志塊號，對于文件與目錄擁有自身的I節(jié)點(diǎn)，在軟件設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)了I節(jié)點(diǎn)表。再之，通過二進(jìn)制文件對位圖區(qū)、節(jié)點(diǎn)I、數(shù)據(jù)塊每一個(gè)必要元素進(jìn)行映射。如若操作有改變上述元素則對其進(jìn)行改變并刷新輸出相應(yīng)數(shù)據(jù)，并與此同時(shí)在下一次啟動(dòng)時(shí)快速導(dǎo)入數(shù)據(jù)，具體實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖

3 具體實(shí)現(xiàn)

3.1 實(shí)現(xiàn)的功能部分

對于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，必須具備空管自動(dòng)化日常操作常見的命令，包括cd/pwd/ls/mkdir/rmdir等等。由于篇幅關(guān)系，在功能實(shí)現(xiàn)上，以創(chuàng)建、刪除文件。在創(chuàng)建文件上，首先按照文件路徑的各分量檢索各級目錄，搜索相關(guān)文件，如若其存在則釋放占用空間，使其成為一個(gè)空文件。如若全部搜索成功（除了最后一個(gè)）則在最后找到的文件所在目錄增加一個(gè)磁盤I節(jié)點(diǎn)，并將節(jié)點(diǎn)添加入新目錄中。同理，對于刪除文件，系統(tǒng)首先設(shè)置全局變量num用于統(tǒng)計(jì)I節(jié)點(diǎn)數(shù)量，在搜索過程中，假定num=1，并且沒有其他用戶在使用該文件，則釋放文件占用空間，并釋放對應(yīng)的I節(jié)點(diǎn)和目錄項(xiàng)；如果num>1則將其減一，并立即收回，同時(shí)對I節(jié)點(diǎn)也對應(yīng)減一操作；如果num=0則釋放I節(jié)點(diǎn)及磁盤塊。

總體設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)定義了幾大模塊，實(shí)現(xiàn)模塊化管理與設(shè)計(jì)。首先，作為格式化（初始化）文件系統(tǒng)，模塊init（）用于文件硬盤的格式化，當(dāng)程序啟動(dòng)時(shí)模塊將其中所有的數(shù)據(jù)，包括用戶及用戶下的文件系統(tǒng)全部還原為初始狀態(tài)，從頭開始建立文件系統(tǒng)。當(dāng)然，在執(zhí)行過程中應(yīng)首先判斷文件系統(tǒng)是否建立，如若已建立則在內(nèi)存中申請內(nèi)存空間并將磁盤上的文件讀入內(nèi)存；其次，用戶登錄模塊用于用戶名密碼的匹對，對于一個(gè)只有6個(gè)用戶的模擬系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的用戶名與密碼保存在程序之中，這與實(shí)際系統(tǒng)有一定的差別。真正的Solaris的密碼存在于固定路徑的文件之中；再之，command（）模塊用于用戶命令解析和直系，若數(shù)據(jù)被修改或新建立，系統(tǒng)將保存主存I節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)的內(nèi)容到內(nèi)存的文件系統(tǒng)，并與此同時(shí)寫回磁盤，保存修改。

3.2 執(zhí)行代碼示例

在代碼的具體實(shí)現(xiàn)中，程序的核心思想是一切皆是文件，如果是目錄，Block中存儲(chǔ)的是目錄下文件和目錄的fcb。如果是文件，Block中存儲(chǔ)的是文件的內(nèi)容。

4 結(jié)束語

文章提出一種適用于空管自動(dòng)化操作系統(tǒng)的Solaris的模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過模擬Solaris系統(tǒng)的文件管理與命令操作，通過C語言在windows平臺下實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可以滿足空管一線技術(shù)保障對于Solaris系統(tǒng)的培訓(xùn)，提高相關(guān)認(rèn)識及技術(shù)水平。

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作者簡介：唐筱丹（1988，12-），女，湖北武漢，中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局湖北分局助理工程師，武漢大學(xué)碩士研究生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件工程。endprint