计算机操作系统课程设计.docx
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计算机操作系统课程设计.docx
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计算机操作系统课程设计
计算机操作系统课程设计
班级:
计091-1
:
学号:
使用语言:
C++
指导老师:
学院:
一、系统要求
1、实验目的
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部功能及部实现。
2、实验容
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(至少4条);
login用户登陆
dir列文件目录
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
(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。
二、系统分析
1、设计思想
本文件为二级文件系统,即要实现对文件的增删改查,同时又具备登陆系统、注册用户的功能,各个用户之间的文件系统互不干扰。
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容。
系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据容:
048*548*5+44*5048*5+44*50+264*200
用户区
文件目录区
文件数据区
每个分区都是由结构体组成,每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。
整个系统的编码构成主要分为:
Allstruct.h定义了每个分区的结构体;
Mysys.h声明了对系统操作的各种方法;
Myuserfile.h声明了对文件操作的各种方法;
Mymain.cpp整个系统的主函数,操作入口;
Mysys.cpp包含了mysys.h,实现了操作系统的各种方法;
Myuserfile.cpp包含了myuserfile.h,实现了操作文件的各种方法;
2、主要数据结构
Allstruct.h文件的容:
structs_user//用户区结构体
{
longisuse;//是否使用
charname[20];//用户名
charpsd[20];//密码
longaddress;//目录地址
};
structs_list//目录结构体
{
longisuse;//是否使用
charname[20];//文件名字
longmyaddress;//本条目录地址
longpointaddress;//指向的文件的地址
longisfile;//是否锁定
longpointsize;//目标文件的大小
longnextaddress;//下条目录的地址
};
structs_file//文件结构体
{
longisuse;//是否使用
charcontent[256];//文件容
longnext;//下个文件块地址
};
三、系统执行
1、如果首次进入系统,还没有文件系统,则会提示格式化文件系统,创建分区,并初始化分区:
2、刚初始化后,没有用户,提示创建用户:
3、用户创建成功后出现对系统操作的菜单
4、注册用户功能:
5、用户登录,登录成功后显示当前用户下的所有文件及其详细信息,同时显示对文件操作的菜单:
6、新注册的用户默认为没有文件,选择创建文件,并且每次对文件操作后显示当前用户的所有文件和操作菜单:
7、此次新建的文件为锁定状态,不能被删除:
8、对文件查看,默认创建的时候用0填充文件容:
9、修改文件容:
10、对文件的锁定进行装换:
11、删除文件:
12、注销登录退出系统:
四、功能实现
Mysys.h
#include
#include"myuserfile.h"
classMSysterm
{//封装了管理系统的方法
//成员变量
private:
FILE*myfile;
MUsermyuser;
//成员函数
public:
MSysterm(){}
voidoutName();//打印登陆后的用户名
intcheack();//检查虚拟文件系统跟是否存在
intmyformat();//初始化虚拟磁盘
intcreateuser();//创建用户
intlogin();//用户登录
voidmymain();//主控制程序
intlogout();//用户注销
};
Myuserfile.h
#include
classMUser//封装了管理文件的方法
{
//成员变量
public:
FILE*myfile;
charname[20];//用户名
charpsd[20];//密码
longlistaddress;//目录地址
longmyaddress;//此用户的地址
private:
longlastaddress;//最后一个目录的地址
//成员函数
public:
intcreateFile();//增加文件
intdelFile(charfilename[20]);//删除文件
intrevampFile(charfilename[20]);//修改文件
intmydir();//列出当前目录的所有文件(夹)
intviewFile(charfilename[20]);//查看文件
intmyConversion(charfilename[20]);//转换是否锁定状态
private:
intisSame(charfilename_f[20],charfilename_s[20]);
};
Mymain.cpp
#include
#include
#include"mysys.h"
#include
usingnamespacestd;
intmain()
{
charnod1;
intn_select=2,i_1=0;
MSystermmysys;
/***********文件不存在的程序入口************/
if(mysys.cheack()==-1)//磁盘空间不存在
{
cout<<"虚拟磁盘文件不存在,是否生成?
Y/N"< cin>>nod1; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 if(nod1=='Y'||nod1=='y') { cout<<"正在创建。 。 。 。 "< if(mysys.myformat()! =1)//创建磁盘空间 { cout<<"创建磁盘空间失败! 即将退出。 "< cin>>nod1; return2; } cout<<"创建完成! 是否创建用户? Y/N"< cin>>nod1; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 if(nod1=='Y'||nod1=='y') { if(mysys.createuser()==1)//创建用户 { cout<<"创建用户成功。 "< } else { cout<<"创建用户失败! 即将退出。 "< return3; } } else { cout<<"匿名用户无法进入系统,正在退出。 。 。 "< return4; } } else { cout<<"程序已结束! 按任意键退出。 。 。 。 "< return1; } } /***********文件存在的程序入口**************/ for(;;) { cout<<"*********************"< cout<<"请选择: "< cout<<"1.登录"< cout<<"*********************"< cin>>n_select; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 if(n_select==1) { for(inti_1=0;i_1<=3;i_1++)//登录 { if(mysys.login()==1) { cout<<"登陆成功! 欢迎您"; mysys.outName(); break; } else { cout<<"用户名不存在或密码错误! "< } } if(i_1==4) { cout<<"非法用户! "< "< cin>>nod1; return5; } break; } if(n_select==2) { if(mysys.createuser()==1)//创建用户 { cout<<"创建用户成功。 "< } else { cout<<"创建用户失败! "< } } if(n_select==3) { return6; } } mysys.mymain(); return0; } Mysys.cpp #include"mysys.h" #include"allstruct.h" #include #include #include usingnamespacestd; intMSysterm: : cheack()//检查虚拟空间是否存在 { myfile=fopen("test1.txt","r"); if(myfile==NULL) { return-1;//返回-1,代表文件不存在 } fclose(myfile); return1; } intMSysterm: : myformat() { inti=1; myfile=fopen("test1.txt","w"); if(myfile==NULL) { return-1; } s_userms_user; ms_user.isuse=0; s_listms_list; ms_list.isuse=0; s_filems_file; ms_file.isuse=0; for(i=1;i<=5;i++) { if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile)! =1)//用户区格式化 { cout<<"用户格式信息写入失败! "< fclose(myfile); return-2; } } for(i=1;i<=50;i++) { if(fwrite(&ms_list,sizeof(ms_list),1,myfile)! =1)//目录区格式化 { cout<<"目录格式信息写入失败! "< fclose(myfile); return-3; } } for(i=0;i<=199;i++) { if(fwrite(&ms_file,sizeof(ms_file),1,myfile)! =1)//数据区格式化 { cout<<"数据格式信息写入失败! "< fclose(myfile); return-4; } } fclose(myfile); return1; } intMSysterm: : createuser()//创建用户 { s_userms_user,ms_user2; intnowaddress=0,issame=0,m=0,i=1;//记录当前的扫描指针,密码比对标志位,循环使用的变量 cout<<"正在检查用户空间是否足够。 。 。 。 "< myfile=fopen("test1.txt","r"); for(i=1;i<=5;i++,fseek(myfile,44,1),nowaddress++)//检查用户空间是否足够 { if(fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)==0) { cout<<"读取用户空间失败,虚拟磁盘格式错误,可能已被损坏"< fclose(myfile); return-1; } if(ms_user2.isuse==0) { break; } } if(i==6) { cout<<"用户空间已满! 创建用户失败"< return-2; } for(;;) { cout<<"请输入新用户的用户名: "< cin>>ms_user.name; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 fseek(myfile,0,0); for(i=1;i<=5;i++)//检查用户名 { if(fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)==0)//找到被使用的用户区,下一步读取名字 { cout<<"读取用户空间失败,虚拟磁盘格式错误,可能已被损坏"< fclose(myfile); return-1; } if(ms_user2.isuse==0) { fseek(myfile,44,1); } else { if(fread(&ms_user2.name,20,1,myfile)==0)//读取用户区的名字 { cout<<"读取用户空间失败,虚拟磁盘格式错误,可能已被损坏"< fclose(myfile); return-1; } for(m=0;m<=19;m++) { if(ms_user.name[m]! =ms_user2.name[m]) { issame=0; break; } else { issame=1; if(ms_user.name[m]=='\0') { break; } } } if(issame==1) { cout<<"用户名重复! 请重新输入: "< break; } fseek(myfile,24,1); } } if(i>=6) { for(;;)//输入密码 { cout<<"请输入密码,最多19位。 "< cin>>ms_user.psd; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 cout<<"请再次输入密码: "< cin>>ms_user2.psd; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 for(m=0;m<=19;m++) { if(ms_user.psd[m]! =ms_user2.psd[m]) { issame=0; cout<<"两次密码不匹配"<<''< break; } else { issame=1; if(ms_user.psd[m]=='\0') { break; } } } if(issame==1) { break; } } cout<<"进入存储。 。 。 。 "< ms_user.isuse=1;//空间使用置为使用 (1); ms_user.address=0;//默认不存在目录 fclose(myfile); myfile=fopen("test1.txt","r+"); fseek(myfile,48*nowaddress,0); if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile)==0) { cout<<"写入用户信息失败! "< } else { break; } } } fclose(myfile); return1; } intMSysterm: : login()//用户登录 { s_userms_user,ms_user2; intissame=0,m=0,i=0;//比较标记,循环使用的变量 cout<<"请输入用户名: "< cin>>ms_user.name; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 myfile=fopen("test1.txt","r"); for(i=1;i<=5;i++) { if(fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)==0)//读取被使用的用户区 { cout<<"读取用户空间失败,虚拟磁盘格式错误,可能已被损坏"< fclose(myfile); return-1; } if(ms_user2.isuse==0) { fseek(myfile,44,1); continue; } else { if(fread(&ms_user2.name,20,1,myfile)==0)//读取名字 { cout<<"读取用户空间失败,虚拟磁盘格式错误,可能已被损坏"< fclose(myfile); return-1; } for(m=0;m<=19;m++) { if(ms_user.name[m]! =ms_user2.name[m]) { issame=0; break; } else { issame=1; if(ms_user.name[m]=='\0') { break; } } } if(issame==1) { if(fread(&ms_user2.psd,20,1,myfile)==0)//读取密码 { cout<<"读取密码失败! 磁盘错误。 "< fclose(myfile); return-1; } for(intk=0;k<=2;k++) { cout<<"请输入密码: "< cin>>ms_user.psd; cin.clear();//清除流的错误标记 cin.ignore(numeric_limits : max(),'\n');//清空输入流 for(m=0;m<=19;m++) { if(ms_user.psd[m]! =ms_user2.psd[m]) { issame=0; break; } else { issame=1; if(ms_user.psd[m]=='\0') { break; } } } if(issame==0) { cout<<"密码错误,请重新输入。 "< } else { if(fread(&ms_user2.address,4,1,myfile)==0)//读取目录地址 { cout<<"读取目录失败! 磁盘错误。 "<
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