操作系统课程作业实现shellWord文件下载.docx
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•自定义出错提示命令：
mysl
分别对应于Linux系统中的lscatheadsorttimecpsl命令，在具体设计实现的时候用法做了简化。
其中，mycat、myhead和mysort为三条管道命令，例如：
mysortfile1.txtfile2.txt|myhead6|mycat-n
三、程序设计与实现
1、程序中使用的结构体
（1）处理输入命令字符串的自定义结构体CMD，定义如下
structCMD{
intcmdposi[10];
//记录每条管道命令在命令字符串中是第几个字符串
intlastcmdposi;
//最后一条命令是第几条命令
intsubcmdparameter[10];
//每条管道命令所带的参数个数
char*subcmd[10][10];
//记录命令行中的每一个字符串
}cmd;
对于输入命令：
mysortfile1.txtfile2.txt|myhead6|mycat–n
字符串的位置：
012345678
cmdposi[]:
cmdposi[0]=0cmdposi[1]=4cmdposi[2]=7
subcmd[0]:
mysortfile1.txtfile2.txt
subcmd[][]subcmd[1]:
myhead6
subcmd[2]:
mycat–n
（2）创建进程时，PROCESS_INFORMATION结构返回有关新进程及其主线程的信息。
其结构定义如下:
typedefstruct_PROCESS_INFORMATION{
HANDLEhProcess;
//新创建进程的句柄
HANDLEhThread;
//新创建进程的主线程的句柄
DWORD
dwProcessId;
//新创建进程的标识
dwThreadId;
//新创建进程的主线程的标识
}PROCESS_INFORMATION,*LPPROCESS_INFORMATION;
（3）获取系统时间时，使用到SYSTEMTIME结构体，其定义如下：
typedefstruct_SYSTEMTIME{
WORDwYear;
//年
WORDwMonth;
//月
WORDwDayOfWeek;
//星期
WORDwDay;
//天
WORDwHour;
//小时
WORDwMinute;
//分钟
WORDwSecond;
//秒
WORDwMilliseconds;
//毫秒
}SYSTEMTIME,*PSYSTEMTIME;
（4）在调用函数FindFirstFile、FindNextFile时，将找到的文件的信息存储在win32_FIND_DATA结构体中。
typedefstruct_WIN32_FIND_DATA{
dwFileAttributes;
//文件属性
FILETIMEftCreationTime;
//文件创建时间
FILETIMEftLastAccessTime;
//文件最后一次访问时间
FILETIMEftLastWriteTime;
//文件最后一次修改时间
nFileSizeHigh;
//文件长度高32位
nFileSizeLow;
//文件长度低32位
dwReserved0;
//系统保留
dwReserved1;
TCHAR
cFileName[MAX_PATH];
//长文件名
cAlternateFileName[14];
//8.3格式文件名
}WIN32_FIND_DATA,*PWIN32_FIND_DATA,*LPWIN32_FIND_DATA;
（5）FILETIME结构体用来记录文件时间，该结构是表示100纳秒间隔数为64位值从1601年一月1日。
typedefstruct_FILETIME{
DWORDdwLowDateTime;
//低32位
DWORDdwHighDateTime;
//高32位
}FILETIME,*PFILETIME,*LPFILETIME;
2、使用的主要WindowsAPI
（1）CreateNamedPipe（）函数
作用：
创建命名管道
调用格式：
HANDLEWINAPICreateNamedPipe（
LPCTSTRlpName,//管道名称
DWORDdwOpenMode,//管道打开方式
DWORDdwPipeMode,//管道数据组织方式
DWORDnMaxInstances,//管道最大实例量
DWORDnOutBufferSize,//输出缓冲区长度
DWORDnInBufferSize,//输入缓冲区长度
DWORDnDefaultTimeOut,//默认等待时间
LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttributes//安全属性
）;
说明：
调用成功返回管道的句柄，失败返回无效句柄值。
（2）ConnectNamedPipe（）函数
管道创建者与客户进行连接
BOOLWINAPIConnectNamedPipe（
HANDLEhNamedPipe,//命名管道的句柄
LPOVERLAPPEDlpOverlapped//重叠属性
如果lpOverlapped为NULL，那么，若管道已经连接，就返回TRUE，若发生错误，或者管道已经连接，就返回0；
如果lpOverlapped有效，就返回零。
（3）WaitNamedPipe（）函数
客户等候与管道创建者建立连接
BOOLWINAPIWaitNamedPipe（
LPCTSTRlpNamedPipeName,//将要连接的管道名称
DWORDnTimeOut//等待时间，以秒为单位
当管道创建者已调用ConnectNamePipe（）函数等待与一个客户连接时，该函数成功返回非0，如果失败，或者管道不存在，则返回0。
（4）DisconnectNamedPipe（）函数
管道创建者断开与一个客户连接的命名管道
BOOLWINAPIDisconnectNamedPipe（_In_HANDLEhNamedPipe）;
hNamedPipe为要断开管道的句柄，非0表示成功，0表示失败。
（5）其他的一些API已经在之前的四个实验中详细介绍过，故在此不做赘述。
有CreateProcess（）、WaitForSingleObject（）、GetSystemTime（）、FindFirstFile（）、FindNextFile（）、CreateFile（）、ReadFile（）、WriteFile（）、GetFileTime（）、SetFileTime（）、CreateDirectory（）等。
四、实验结果及分析
1、实验结果
图一双管道命令
如上图一所示，首先显示file1.txt和file2.txt的内容，myhead命令取前3行输出，mysort命令则是将那3行内容排序后再输出，接着mycat命令最后加上行标再次输出。
图二单管道命令
如上图二所示，首先显示file1.txt和file2.txt的内容，mysort命令将其排序后输出，接着myhead命令取其前3行输出。
图三mytime命令、myls命令
如上图三所示，mytime命令可以计算可执行程序的执行时间，myls命令可以展开指定目录，并显示文件名称、创建时间、修改时间和文件大小。
图四mycp命令
如上图四所示，mycp命令其实就是实验五的任务，在将其收录进我们shell中。
图五mysl命令
如上图五所示，在Linux系统中，ls命令是很常用的，所以程序员一旦不小心敲错了，误写成sl也是情有可原的，这时Linux的terminal会显示一辆跑动的小火车，以此提示程序员。
上述mysl命令的设计也是基于此，这也使得我们的shell变得生动有趣。
2、实验分析
（1）UNIX系统进程之间的通信方式简介以及对比
管道通信：
管道通信允许进程之间按照FIFO方式进行传输数据，一些进程用write命令向管道写入数据，另一些进程用read命令从管道中读数据，且彼此之间同步执行，管道通信是进程使用文件系统中文件进行的，只要通信的双方基本同步，可认为这个文件是无限大的。
无名管道是一个临时文件，当文件被关闭后，文件就不复存在了，它是提供给同族进程之间使用的通信办法。
有名管道则是实现了无家族关系进程之间的通信，任何知道管道名字的进程都可以打开使用，有名管道文件一旦被创建后，磁盘上有一个对应的目录项和索引节点，它与普通文件类似，是通过路径名存取的，只要这种文件不显示删除，它就永远存在，只是文件长度为零。
信号量：
信号量机制的功能是比较强的，它提供了信号量集合。
这种机制是通过P、V操作原语实现的，每次只进行单位数据的交互，通信效率比较低。
消息缓冲&
共享内存：
采用消息缓冲和共享内存区是，进程之间可以进行大批数据的交互。
其中，信号量、消息缓冲和共享内存区都属于UNIX系统V的交互进程通信使用的资源，又成IPC资源。
IPC属鸡的数据结构在进程之间请求IPC资源（信号量、消息队列和共享内存区）
（2）Windows对于管道通信的设计机制简介
Windows最大的特点是建立一个简单的客户机/服务器程序设计体系，在这个体系结构中，在客户机与服务器之间，数据既可以单向传递，也可双向流动。
对命令管道服务器和客户机来说，两者的区别在于：
服务器是唯一一个有权创建命名管道的进程，也只有它才能接受管道客户机的连接请求。
对一个客户机应用来说，它只能同一个现成的命名管道服务器建立连接。
在客户机应用和服务器应用之间，一旦建立好连接，两个进程都能使用标准的Win32函数，在管道上进行数据的读取与写入。
（3）客户与服务器（管道创建者）之间使用管道通信的步骤：
a.建立连接，服务端通过函数CreateNamedPipe（）创建一个命名管道的示例并返回用于今后操作的句柄。
客户端通过调用WaitNamedPipe（）使服务进程等待来自客户的示例连接，如果在超时值变为0之前，有一个管道可以为连接使用，则WaitNamePipe（）将返回TRUE，并通过CreateFile（）来呼叫服务端的连接。
此时服务端将接受客户端的连接请求，成功建立连接，服务端ConnectNamedPipe（）返回TRUE，客户端CreateFile（）将返回一指向管道文件的句柄。
b.通信实现，连接建立之后，客户端与服务器使
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