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
姓名:
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内部功能及内部实现。
2、实验内容
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(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。
系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容:
048*548*5+44*5048*5+44*50+264*200
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文件的内容:
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];//文件内容
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填充文件内容:
9、修改文件内容:
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//用于清除残留的输入流
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。
"<fcl