操作系统课程设计Linux二级文件资料系统设计.docx

操作系统课程设计Linux二级文件资料系统设计.docx

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操作系统课程设计Linux二级文件资料系统设计

操作系统课程设计报告

专业：

软件工程

学号：

姓名：

马

提交日期：

2017/1/10

【设计目的】

1、通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能和内部实现

2、结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统

3、通过对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力

【设计内容】

为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。

要求做到以下几点：

1.可以实现下列几条命令：

login用户登录

dir列目录

create创建文件

delete删除文件

open打开文件

close关闭文件

read读文件

write写文件

cd进出目录

2．列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度

3．源文件可以进行读写保护

【实验环境】

C++

DevCpp

【设计思路】

本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户帐号下的文件。

另外，为了简便文件系统未考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容。

首先应确定文件系统的数据结构：

主目录、子目录及活动文件等。

主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。

用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。

如：

file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。

结构体：

typedefstruct/*thestructureofOSFILE*/

{

intfpaddr;/*filephysicaladdress*/

intflength;/*filelength*/

intfmode;/*filemode:

0-ReadOnly;1-WriteOnly;2-ReadandWrite;3-Protect;*/

charfname[MAXNAME];/*filename*/

}OSFILE;//存放重要信息

typedefstruct/*thestructureofOSUFD*/

{

charufdname[MAXNAME];/*ufdname*/

OSFILEufdfile[MAXCHILD];/*ufdownfile*/

}OSUFD;//用户下面的文件

typedefstruct/*thestructureofOSUFD'LOGIN*/

{

charufdname[MAXNAME];/*ufdname*/

charufdpword[8];/*ufdpassword*/

}OSUFD_LOGIN;

typedefstruct/*fileopenmode*/

{

intifopen;/*ifopen:

0-close,1-open*/

intopenmode;/*0-readonly,1-writeonly,2-readandwrite,3-initial*/

}OSUFD_OPENMODE;

主要的函数说明：

voidLoginF（）;/*LOGINFileSystem用户登录*/

voidDirF（）;/*DirFileSystem列目录*/

voidCdF（）;/*ChangeDir改变目录*/

voidCreateF（）;/*CreateFile创建文件*/

voidDeleteF（）;/*DeleteFile删除文件*/

voidModifyFM（）;/*ModifyFileMode修改*/

voidOpenF（）;/*OpenFile打开文件*/

voidCloseF（）;/*CloseFile关闭文件*/

voidReadF（）;/*ReadFile读文件*/

voidWriteF（）;/*WriteFile写文件*/

voidQuitF（）;/*QuitFileSystem离开文件系统*/

voidhelp（）;

其他重要函数：

voidclrscr（）//清屏

intExistD（char*dirname）/*WhetherDirNameExist,Exist-i,NotExist-0*/

intExistF（char*filename）/*WhetherFileNameExist,Exist-i,NotExist-0*/

intFindPANo（）/*findoutphysicaladdressnum*/

voidSetPANo（intRorW）/*Setphysicaladdressnum,0-read,1-write*/

voidInputPW（char*password）/*inputpassword,use'*'replace*/

char*ltrim（char*str）/*removetheheadingblanks.去除左空白*/

char*rtrim（char*str）/*removethetrailingblanks.去除右空白*/

intWriteF1（）/*writefile相当于置换文件*/

程序流程说明：

整体流程：

各部分功能流程：

Open：

NN

Y

Delete：

Y

N

N

Y

Y

N

Write：

N

Y

N

Y

1

0

Close：

N

Y

Y

N

【源程序清单】

Open：

voidOpenF（）/*OpenFile*/

{

printf（"\n\nC:

\\%s>",strupr（dirname））;//显示当前路径

intfcoun,i;//定义两个整形变量

charfname[MAXNAME],fmode[25];//定义两个字符串变量

intfmod;//文件模式

printf（"\nPleaseinputFileName:

"）;

gets（fname）;//接收打开文件的文件名

ltrim（rtrim（fname））;//去除左右空白

if（ExistF（fname）<0）//判断文件是否存在

{//不存在

printf（"\nError.文件名\'%s\'不存在\n",fname）;

wgetchar=1;

}else{//存在

i=ExistD（username）;//获取用户物理信息

for（inta=0;a

{

if（strcmp（fname,ufd[i]->ufdfile[a].fname）==0）//找到文件

{

fcoun=a;

break;

}

}

ifopen[i][fcoun].ifopen=1;//将文件状态置为打开状态

printf（"PleaseinputOpenMode（0-ReadOnly,1-WriteOnly,2-ReadandWrite,3-Protect）:

"）;//打开文件模式

gets（fmode）;//获取模式

fmod=atoi（fmode）;//将字符串转换为整型

ifopen[i][fcoun].openmode=fmod;//将文件的模式置为OpenMode

printf（"\nOpenSuccessed"）;

wgetchar=1;

}

}

Delete：

voidDeleteF（）/*DeleteFile*/

{

printf（"\n\nC:

\\%s>",strupr（dirname））;//显示路径

charfname[MAXNAME],str[50],str1[50];//定义三个字符串变量

inti,k,j;

intfpaddrno1;//记录文件物理地址块号

if（strcmp（strupr（ltrim（rtrim（dirname）））,""）==0）{//判断主目录是否为空

printf（"\nError.请确认您要删除的是否在用户目录下！

\n"）;

wgetchar=1;

}

if（strcmp（strupr（dirname）,strupr（username））!

=0）{//判断用户是否在用户目录下

printf（"\nError.您只能删除修改自己用户目录下的文件哦！

\n"）;

wgetchar=1;

}else{

printf（"\nPleaseinputFileName:

"）;

gets（fname）;//接收删除的文件名

ltrim（rtrim（fname））;//去除文件名的左右空白

i=ExistF（fname）;//用户文件位置

if（i>=0）{

k=ExistD（username）;//获取用户所在存储位置

if（ifopen[k][i].ifopen==1）{//文件状态处于打开状态，不许删除

printf（"\nError.\'%s\'处于打开状态！

请先关闭哟！

\n",fname）;

wgetchar=1;

}else{

if（ufd[k]->ufdfile[i].fmode==3）{//保护文件，不可删除

printf（"\nError.\'%s\'处于被保护状态！

请先关闭哟！

\n",fname）;

wgetchar=1;

}else{

fpaddrno1=ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr;//获取文件的物理地址块号

fpaddrno[fpaddrno1]=0;//回收物理地址块号

for（j=i;j

{

ufd[k]->ufdfile[j]=ufd[k]->ufdfile[j+1];//将j+1位置为j

}

strcpy（str,"c:

\\osfile\\file\\"）;

itoa（fpaddrno1,str1,10）;//将整数转化为字符串

strcat（str,str1）;

strcat（str,".txt"）;//连接

remove（str）;//删除物理文件

fcount[k--];//文件个数减一

printf（"\n\'%s\'isdeletedsuccessfully.\n",fname）;

wgetchar=1;

}

}

}else{

printf（"\nError.\'%s\'文件不存在！

\n",fname）;//文件不存在

wgetchar=1;

}

}

}

Write：

voidWriteF（）/*WriteFile*/

{

printf（"\n\nC:

\\%s>",strupr（dirname））;//显示用户路径

inti,k,m=0;//定义整形变量

intlength;//定义长度整形变量

charfname[MAXNAME];//定义文件名字符串

charstr[255],str1[255];//定义两个字符串变量

if（strcmp（strupr（dirname）,strupr（username））!

=0）{//判断用户是否在用户目录下

printf（"\nError！

请确认您要写的在用户目录下！

\n"）;

wgetchar=1;

return;

}

printf（"\n请先打开文件！

\n"）;

printf（"OpenedFile（s）List:

\n"）;

k=ExistD（dirname）;//获取用户文件信息

for（i=0;i

{

if（ifopen[k][i].ifopen==1）{//文件处于打开状态

printf（"%15s",ufd[k]->ufdfile[i].fname）;

m++;

}

if（m%4==0&&m!

=0）//每创建4个文件换一行

printf（"\n"）;

}

printf（"\n%d文件已经打开啦！

\n",m）;

if（m==0）

wgetchar=1;

if（m!

=0）//创建文件

{

printf（"\nPleaseinputFileName:

"）;

gets（fname）;//接收文件名

ltrim（rtrim（fname））;//去除左右空白

i=ExistF（fname）;//获取文件物理地址

if（i>=0）{//文件存在

if（ifopen[k][i].ifopen==1）{//文件处于打开状态

if（ifopen[k][i].openmode==1||ifopen[k][i].openmode==2）{//文件权限是只写或读写

itoa（ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr,str,10）;//获取文件路径

strcpy（str1,"file"）;

strcat（str1,str）;

strcpy（str,"c:

\\osfile\\file\\"）;

strcat（str,str1）;

strcat（str,".txt"）;//文件路径

charstr2[3];

intchoice=3;

strcpy（str2,"ab"）;

printf（"Youcanchoise[0-CoveredW][1-AdditonalW]:

"）;//选择追加还是覆盖

scanf（"%d",&choice）;

if（choice==0）//0-覆盖

strcpy（str2,"wb"）;

fp_file=fopen（str,str2）;//打开文件

length=WriteF1（）;

ufd[k]->ufdfile[i].flength=ufd[k]->ufdfile[i].flength+length;//修改文件长度

if（choice==0）

ufd[k]->ufdfile[i].flength=length;

printf（"\n\nYouhavewritefilesuccessfully!

!

!

"）;

fclose（fp_file）;//关闭文件

wgetchar=0;

}elseif（ifopen[k][i].openmode==0）{//文件处于只读状态，不允许写

printf（"\nError.\'%s\'文件以只读状态打开，不允许写！

\n",fname）;

wgetchar=1;

}else{

printf（"\nError.\'%s\'文件处于关闭状态，请先打开！

\n",fname）;

wgetchar=1;

}

}

}else{

printf（"\nError.\'%s\'文件不存在！

\n",fname）;//文件不存在

wgetchar=1;

}

}

}

Close：

voidCloseF（）/*CloseFile*/

{

printf（"\n\nC:

\\%s>",strupr（dirname））;//显示路径

charfname[MAXNAME];//定义字符串变量

inti,k,n=0;

if（strcmp（strupr（dirname）,strupr（username））!

=0）//关闭用户文件需在用户目录下

{

printf（"\nError！

请确认您要关闭的是在用户目录下！

\n"）;

}else{

printf（"\n\nOpenedFile（s）List:

\n"）;//罗列已处于打开的文件

k=ExistD（dirname）;

for（i=0;i

{

if（ifopen[k][i].ifopen==1）//文件处于开启状态

if（（ifopen[k][i].openmode==0）||（ifopen[k][i].openmode==2））//只读或者读写状态

{

printf（"%15s",ufd[k]->ufdfile[i].fname）;

n++;

}

if（（n%4==0）&&（n!

=0））printf（"\n"）;

}

printf（"\n%d文件已被打开！

\n",n）;

if（n==0）wgetchar=1;

printf（"\nPleaseinputFileName:

"）;

gets（fname）;//接收关闭文件的文件名

ltrim（rtrim（fname））;//除去首尾空格

i=ExistF（fname）;//获取文件物理地址

if（i>=0）

{

k=ExistD（username）;//获取用户文件信息

if（ifopen[k][i].ifopen==0）//文件处于关闭状态

{

printf（"\nError！

\'%s\'文件已经被关闭！

\n",fname）;

}else{//将文件关闭

ifopen[k][i].ifopen=0;

ifopen[k][i].openmode=4;

printf（"\'%s\'hasbeenclosedsuccessfully!

",fname）;

}

}else{

printf（"\nError.\'%s\'文件不存在\n",fname）;

}

}

}

【测试结果】

（此部分请同学们自己动手操作）

Login：

Help：

Create：

Open：

Read：

Write：

1—additional

添加后变为：

0—covered

覆盖后变为：

Close：

Attrib：

Delete：

Dir：

Cls：

（清屏）

Exit：

【设计总结】

首先通过这次的操作系统课程设计，让我认识到了实际的编程操作并不难，难的是对过程的设计，功能的定义以及最后的程序流程图的设计。

其次说一下我的认识，这次的课程设计使我对一些东西有了更加深刻的认知和了解，更重要的是巩固了新学的知识，以及对旧的知识进行了复习与了解，对一些细节方面的东西也有了更深刻的理解，所以这一次实践的机会，让我体会到了自己的不足之处，在以后的学习过程中，会加倍的认真努力。

让我对文件的操作更加熟练了，并且对Linux有了初步的了解。

其实这次课程设计，不能说很困难：

老师已经把大体的架构给我们了，我们需要添加的仅是四个功能的设计（open、write、delete、close）但是它又不是很容易，我们需要把整个的程序弄清，各个变量以及语句都要明白记住，这会关联到我们所定义的四个功能。

总算是把这次的课程设计搞定了，最让我开心的是课设完成之后看着自己的作品。

程序完整运行成功的那一瞬间最令我激动。

总之，这次的课设使我重新认识了不少，以后我会更加努力！

【参考文献】

计算机操作系统教程（第三版）.张尧学史美林张高

计算机操作系统,西安电子科技大学出版社，方敏主编,2004.8