操作系统2实验四.docx

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操作系统2实验四

-CAL-FENGHAI-（2020YEAR-YICAI）_JINGBIAN

操作系统

（2）实验四

操作系统

（2）实验四

实验四文件操作与管理

一、实验环境

VisualC++

二、实验目的

随着社会信息量的极大增长，要求计算机处理的信息与日俱增，涉及到社会生活的各个方面。

因此，文件管理是操作系统的一个极为重要的组成部分。

学生应独立地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，掌握它们的实施方法，加深理解课堂上讲授过的知识。

三、实验要求

（1）实际一个n个用户的文件系统，每个用户最多可保存m个文件。

（2）限制用户在一次运行中只能打开l个文件。

（3）系统应能检查打入命令的正确性，出错要能显示出错原因。

（4）对文件必须设置保护措施，如只能执行，允许读、允许写等。

在每次打开文件时，根据本次打开的要求，再次设置保护级别，即可有二级保护。

（5）对文件的操作至少应有下述几条命令：

creat建立文件。

delete删除文件。

open打开文件。

close关闭文件。

read读文件。

write写文件。

四、实验内容

（1）本实习设计一个10个用户的文件系统，每个用户最多可保存10个文件，一次运行中用户可打开5个文件。

（2）程序采用二级文件目录，即设置了主文件目录（MFD）和用户文件目录（UFD）。

前者应包含文件主（即用户）及他们的目录区指针；后者应给出每个文件主占有的文件目录，即文件名，保护码，文件长度以及他们存放的位置等。

另外为打开文件设置了运行文件目录（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。

（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，只修改读写指针，并不进行实际文件的读写操作。

五、设计思路

1.因系统小，文件目录的检索使用了简单的线性搜索，而没有采用Hash等有效算法。

2.文件保护简单实用了三位保护码，对应于允许读、允许写和运行执行，如下所示：

111

允许写允许读允许执行

如对应位为0，则不允许。

3.程序中使用的主要数据结构如下：

①主文件目录和用户文件目录

打开文件目录：

4.程序框图：

六、实验过程

1.整个程序运行过程如下：

输入用户名—>在MFD中查找—>显示UFD文件链表—>初始化AFD运行文件表

—>输入操作命令—>执行操作命令—>保存文件目录—>打印文件目录—>结束

2.MFD、UFD和AFD的结构定义如下：

structUFD

{

stringfilename;

intpro[3];

intcodel;

UFD*next;

};

structMFD

{

stringusername;

UFD*file;

MFD*next;

};

structAFD

{

intfilenum;

charfilepro[3];

UFD*point;

AFD*next;

};

3.voidinit（）初始化函数

将文件链表变成循环链表，方便执行插入和删除操作。

4.intcheckUser（）检查用户

检查输入的用户名是否在用户文件目录中。

5.voidCreate（）创建一个文件

选择CREATE命令后，查看该用户的UFD链表内是否还有空闲结点：

（1）若有则设置该结点的内容，然后打开、修改AFD；

（2）若无则报错并退出。

6.voidOpen（）打开一个文件

选择OPEN命令后，输入要打开的文件名，在UFD查找是否有该文件名：

（1）若有则打开并修改AFD；

（2）若无则报错并退出。

7.voidClose（）关闭一个文件

选择CLOSE命令后，输入需要关闭的文件名，在UFD中搜索是否有该文件名。

（1）若无则报错；

（2）若有，还要分两种情况：

通过检查，该文件并未被打开，则报错

存在该文件，且被打开，则正常调用voidClose1（AFD*f），关闭文件。

8.voidDelete（）删除一个文件

选择DELETE命令后，输入需要删除的文件名，在UFD中搜索是否有该文件名：

（1）若无则报错；

（2）若有，还要分两种情况：

通过检查，该文件已被打开，则需要先关闭该文件，确定需要关闭该文件后，通过调用voidClose1（AFD*f），关闭文件，然后删除该文件。

存在该文件，且未被打开，则课正常删除该文件，即重新初始化该文件的UDF结点。

9.voidRead（）读一个文件

读文件的关键是保护码的判断。

选择了READ命令后，输入需要读的文件名，在UFD中搜索是否有该文件名：

（1）若有，但该文件没被打开，则报错；

（2）若有，且已被打开，此处要分两种情况：

如果保护码的读位为“0”，则不能对该文件进行读操作。

否则，就通过文件号来读文件，即通过AFD中的point指针来查找该文件。

10.voidWrite（）写一个文件

写文件的关键也是保护码的判断。

选择了WRITE命令后，输入需要读的文件名，在UFD中搜索是否有该文件名：

（1）若有，但该文件没被打开，则报错；

（2）若有，且已被打开，此处要分两种情况：

如果保护码的写位为‘0’，则不能对该文件进行写操作。

否则，就可以通过文件号来写文件，即通过AFD中的point指针来查找。

11.Bye退出

选择了BYE命令后，程序退出并保存当前目录，然后将结果打印出来。

程序运行结果

1.用户验证

2.创建文件

3.关闭、打开文件

4.删除文件

5.读写文件

6.退出

七、感想体会

实验四主要是通过链表来实现对文件的管理的，要求设计一个10个用户的文件系统，每个用户最多可保存10个文件，一次运行中用户可打开5个文件。

程序采用了二级文件目录，设置了主文件目录和用户文件目录，另外为打开文件设置了运行文件目录，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。

在执行各种文件操作命令的时候，需要考虑多种情况，比如读写文件的时候就要考虑文件的保护码，以及该文件是否已被打开的问题；创建命令时要在用户的文件目录中寻找空闲的文件结点，即没有被使用的文件，对其进行文件名、保护码、文件长度的设置；删除命令就要考虑是否有这个文件，再查看此文件是否被打开，如果已经被打开，则要先关闭该文件，在进行删除，删除即对此文件结点进行初始化操作等等。

想清楚各项操作的分类情况之后，对每个函数进行编写就容易多了。

本次试验模拟了文件的管理操作，虽然只是一个小小的程序，也让我大致了解了计算机对于文件的管理是如何进行的。

由于是通过链表的操作实现的，也使我巩固了C++中的链表操作过程。

实验源代码：

#include

#include

#include

usingnamespacestd;

stringa[10]={"Carol","Lily","Lucy","Bob","A","B","C","D","E","F"};

stringcommand[7]={"CREATE","DELETE","OPEN","CLOSE","READ","WRITE","BYE"};

structUFD

{

stringfilename;

intpro[3];

intcodel;

UFD*next;

};

structMFD

{

stringusername;

UFD*file;

MFD*next;

};

structAFD

{

intfilenum;

charfilepro[3];

UFD*point;

AFD*next;

};

AFD*openfile=NULL;

MFD*user=NULL;

MFD*thisuser;<

OpenMode（q,name）;

return;

}

voidOpen（）

{

cout<<"FILENAMETOBEOPENED";

stringname;

cin>>name;

UFD*p=thisuser->file;

UFD*q=p;

intn;

for（n=0;n<10;n++）

{

if（q->filename==name）break;

q=q->next;

}

if（n==10）{cout<<"ERROR!

THISFILEISNOTEXISTS!

"<

else

{

OpenMode（q,name）;

}

return;

}

voidClose1（AFD*f）

{

f->point=NULL;

for（inti=0;i<3;i++）

{f->filepro[i]=0;}

cout<<"SUCCESS!

THISFILEISCLOSED!

"<

return;

}

voidClose（）

{

cout<<"CLOSETHEFILE'SNAME:

";

stringname;

cin>>name;

UFD*p=thisuser->file;

UFD*q=p;

intn;

for（n=0;n<10;n++）

{

if（q->filename==name）break;

q=q->next;

}

if（n==10）{cout<<"ERROR!

CAN'TFINDTHISFILE!

"<

else

{

AFD*f=openfile;

inti;

for（i=0;i<5;i++）

{

if（f->point==q）break;

f=f->next;

}

if（n==5）{cout<<"ERROR!

THISFILEISNOTOPENED!

"<

else

{

Close1（f）;

}

}

return;

}

voidDelete（）

{

cout<<"DELETEFILENAME";

stringname;

cin>>name;

UFD*p=thisuser->file;

UFD*q=p;

intn;

for（n=0;n<10;n++）

{

if（q->filename==name）break;

q=q->next;

}

if（n==10）{cout<<"ERROR!

CAN'TFINDTHISFILE!

"<

else

{

AFD*f=openfile;

inti;

for（i=0;i<5;i++）

{

if（f->point==q）

{

cout<<"ERROR!

THISFILEISOPENED!

CLOSEDIT（Y/N）"<

chary;

cin>>y;

if（y=='Y'）{Close1（f）;break;}

elsereturn;

}

f=f->next;

}

q->filename="******";

q->codel=0;

for（intx=0;x<3;x++）

{q->pro[x]=0;}

cout<<"SUCCESS!

THISFILEISBEDELETED!

"<

}

return;

}

voidRead（）

{

cout<<"OPENFILENUMBER";

intnum;

cin>>num;

AFD*f=openfile;

inti;

for（i=0;i<5;i++）

{

if（f->filenum==num&&f->point!

=NULL）break;

f=f->next;

}

if（i==5）{cout<<"ERROR!

THISFILEISNOTOPENED!

"<

else

{

if（f->filepro[0]==1）{cout<<"SUCCESS!

READING!

"<

else{cout<<"ERROR!

THISFILECAN'TREADWITHREADINGRIGHTLIMITED!

"<

}

return;

}

voidWrite（）

{

cout<<"OPENFILENUMBER";

intnum;

cin>>num;

AFD*f=openfile;

inti;

for（i=0;i<5;i++）

{

if（f->filenum==num&&f->point!

=NULL）break;

f=f->next;

}

if（i==5）{cout<<"ERROR!

THISFILEISNOTOPENED!

"<

else

{

if（f->filepro[1]==1）

{

cout<<"HOWMANYCHARACTERSTOBEWRITTENINTOTHATFILE";

intcode;

cin>>code;

f->point->codel=code;

}

else{cout<<"ERROR!

THISFILECAN'TWRITEWITHWRITINGRIGHTLIMITED!

"<

}

return;

}

voidFileWork（intcom）

{

if（com==1）{Create（）;}<

}

show（）;

intcom=0;

while（com!

=7）

{

cout<<"COMMANDNAME";

strings;

cin>>s;

inti;

for（i=0;i<7;i++）

{

if（s==command[i]）{com=i+1;break;}

}

if（i==7）

{

cout<<"COMMANDNAMEGIVENISWRONG!

"<

cout<<"ITSHOULDBEONEOFFOLLOWING:

"<

cout<<"CREATE,DELETE,OPEN,CLOSE,READ,WRITE,BYE.TRYAGAIN"<

continue;

}

else{FileWork（com）;}

}

return0;

}