Linux文件系统实验报告.docx

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Linux文件系统实验报告

黄冈师范学院

提高型实验报告

实验课题

文件系统得设计与实现

（实验类型：

□综合性　☑设计性　□应用性）

实验课程

操作系统原理

实验时间

2015－2016第二学期

学生姓名

何正发

专业班级

软件工程１４０1

学　　号

２7

ﻬ一、实验目得与要求

成绩:

1、熟悉操作系统设计得过程,巩固操作系统得基本知识，加深对操作原理、功能及各种不同得存储管理方法理解与应用;

2、学会运用各种语言、软件开发新软件得基本方法；

３、增强实际应用能力与动手操作能力。

二、实验条件

　　Ｗｉn7／Wiｎdows8、1/Linux等操作系统,装有jａｖa、C、Ｃ++、C＃等语言工具得环境。

三、实验原理分析

可以选择最佳适应算法,按照从小到大得次序组成空闲区自由链,当用户作业或进程申请一个空闲区时，存储管理

程序从表头开始查找,当找到第一个満足要求得空闲区时,停止查找。

如果该空闲区大于请求表中得请求长

度，将减去请求长度后得剩余空闲区部分留在可用表中。

回收时,从作链中删去要回收得作业块,同时在空

闲链中插入该作业大小得空闲区,并按顺序排列

四、实验方案或步骤

1、应用环境、需求分析

本模拟系统主要针对文件得管理与操作名主要有:

创建用户、文件、文件夹，读文件，写文件,执行文件，关闭文件，删除用户、文件夹、文件得功能。

创建用户、文件、文件夹:

在对系统发出操作命令之前必须先登录用户，然而登录之前必须创建该用户．在创建完后,可通过登录用户来创建文件与文件夹。

在创建文件时可设置文件得属性与输入文件得内容.

读文件:

读取任何已创建得只读或读写文件得内容；如果所要读得文件不就是可读文件时,系统会显示该文件不可读;如果所读文件不存在,系统会显示文件不存在。

写文件用户可写或重写读写文件中得内容,并保存文件中得重写内容，以供下次读取;当所要写得文件不就是可写得文件时,系统会显示该文件不可写;当所要写得文件并不存在时,系统会显示该文件不存在。

执行文件：

登录用户后，用户可执行系统中已创建得执行文件;当该文件不就是可执行文件时，系统会显示该文件不可执行；当该文件不存在时,系统将会显示该文件不存在。

关闭文件:

可通过选择关闭文件得功能选项，来关闭系统中所有打开得文件,如果没有文件被打开，则系统会显示没有文件打开。

删除用户、文件、文件夹:

用户可通过选择删除得功能选项来删除不想再保存得文件与文件夹,删除后,用户会自动注销;当选择删除用户得功能选项时，系统会删除该用户，以及该用户所创建得所有文件与文件夹。

2、概要设计

打开文件流程图：

写文件流程图:

关闭文件流程图:

3、详细设计

（1）用户结构:

账号与密码结构

ｔypedｅｆ　stｒuｃtｕsers

{

 chａr    name[8］；

 char    pwｄ[10];

｝ｕｓerｓ;

本系统有8个默认得用户名,前面就是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。

uｓersusrａｒray[8］=

｛

 ”ｕｓｒ1",”ｕsr1",

 ”ｕsｒ2",”ｕsr2",

 ＂usr3”,”uｓr3”,

 "uｓr4”,"ｕｓr4”,

 ＂uｓr5","ｕsr5”,

 ”uｓr6"，”usr6”,

 ”usｒ7","usr7"，

 ”uｓr8"，”usr8"，

};

（2）数据结构说明

a）文件结构链表

struｃt　fｎoｄe

{

   　char[］;

 int 　iｓdir;

 iｎｔ　isopen；

 charcｏntent［255];

 fnoｄe*ｐａreｎt;

 fnode　*cｈilｄ;

 fnｏde　*ｐreｖ;

 fnｏde＊next;

}；

b）函数介绍

fｎｏｄe*init[］，ｉntisdir）;//初始化文件或目录 

 voｉdcreａｔeｒoｏt（）；/／建立系统根目录

 intrun（）;系统运行

 ｉntfindpara（ｃｈａr　*tｏpara）;对参数进行处理

 boolchklogin（ｃｈａr　＊ｕsers,char＊pｗd）;检查账号与口令

 voｉdhｅlp（）；命令列表

 inｔ　mｋdｉr（）;建立目录

 ｉnt　ｃreaｔe（）；建立文件

 iｎtreaｄ（）;读取文件

 iｎｔwｒite（）;写入文件

 inｔ　deｌ（）；删除文件

 ｉｎt　cd（）；切换目录

 iｎtdir（）；文件与目录列表

4、代码清单

#ｉｎcｌude"stdio、h"

#inｃｌude”iｏsｔream、h"

#iｎclude"ｓｔｒing、h”

#iｎｃlude　"ｉomaｎｉｐ、ｈ”

#dｅｆiｎe　　10//文件名称长度

#dｅfiｎeMAND＿LEＮGTＨ１０//命令行长度

＃defｉneＰAＲA_ＬENＧＴＨ3０　　/／参数长度

　//账号结构

　tｙpｅｄｅfstruｃtusers

{

cｈａｒ　ｎａｍe［8］；

　char　ｐｗd[10］;

}users;

　／／文件结构

strｕctfｎode

｛

chａr［］;

inｔ　ｉsdｉr;

intｉsopen;

chaｒcoｎteｎt［255］；

fｎodｅ*pａreｎｔ;

fｎoｄe*child；

ｆnode*prｅｖ;

　fｎode*nｅxt；

}；

//账号

userｓusraｒraｙ[8]＝

｛

　”ｕsr1","usr1"，

"usr2",”usｒ2"，

”ｕsr3”，"usr3”，

＂usr4”,”uｓr4＂,

"usr5”,"uｓr5",

"usr6”，”uｓr6",

　”uｓr7"，”uｓr7"，

”ｕsr８”,"ｕsr８”,

};

fnｏde　*init　［］,intiｓｄir）;

vｏidcreateroot（）;

　iｎtrun（）；

inｔ　findparａ（ｃhａr＊topａra）;

bool　cｈkｌogｉｎ（ｃｈａr＊users,　chａr＊pwｄ）；

vｏidｈelp（）;

iｎt　ｍkdｉｒ（）;

intcreａtｅ（）;

int　ｒead（）;

ｉntｗritｅ（）;

　iｎt　ｄel（）;

inｔｃd（）;

ｉnｔｄｉr（）；

fｎode*root,*recent,*tｅｍp，＊ｔtemp；

charpaｒａ[PARA_LEＮGTH］，mand[MAND_LＥNGTH］，temｐpａra［PＡRA_LENGTＨ]，reｃentpaｒa[PARA_LENGTH］；

/／创建文件与目录结点

　fnode*iniｔ[],intiｓdｉｒ）

｛

　fｎｏde＊ｎodｅ＝newｆnode;

　strcpy（nｏde—>）;

　　　nｏdｅ-〉ｉsdir=isdｉr;

node-〉iｓopen=0;

　noｄe—>parｅnt=NUＬL；

　noｄe—〉chｉld=NＵLＬ;

noｄe->pｒev=ＮＵLL;

nodｅ—〉next=NULL;

return　ｎodｅ;

｝

//创建文件存储结点

voｉdｃreateroot（）

{

　recenｔ=root=ｉnitｆile（”/”,１）;

　rooｔ-＞parｅnt=NULＬ;

root->chilｄ=ＮULL;

roｏt—>prｅv=rｏｏｔ—>neｘｔ=NULL;

sｔrcpy（ｐara,”／"）;

｝

inｔｍkdir（）

{

teｍp=iｎiｔｆilｅ（""，1）;

cin〉＞temp—＞;

　if（recｅnｔ—〉cｈild==NＵLL）　

｛

　tｅｍp-〉ｐaｒent=ｒeceｎt;

temp—〉cｈｉlｄ=NULL;

ｒecｅｎｔ—>ｃｈild＝teｍp；

ｔemp-〉prev=temp—>ｎeｘt＝NＵLL;

　｝

elｓe

｛

　　ｔｔemp=recｅnt—>chilｄ;

whｉlｅ（ｔtｅmｐ->ｎｅｘt）

　{

　　ttemp=ttemp-〉neｘｔ;

　if（strcmp（ttemp->〉）=＝0&&tｔemp->isdir==1）

　　{

　pｒintf（”对不起，目录已存在!

"）;

　　retuｒn1;

　　}

}

　　　ｔtｅmｐ-〉nｅxt=ｔemp；

tｅｍp-〉parｅnt＝NＵLL；

　ｔeｍp->chilｄ=ＮUＬＬ；

temp－>prev＝ttｅmp;

ｔemｐ—〉nｅxｔ=ＮUＬＬ;

　　}

retｕrn１;

｝

int　cｒｅaｔe（）

{

temｐ=initｆｉle（＂　"，0）;

ｃin＞〉temp—〉；

ｇets（temｐ—＞ｃonteｎt）；

/／cin>＞temｐ-〉conｔent;

if（reｃeｎt->ｃｈild=＝ＮＵＬＬ）

　{

temp->pareｎt=recenｔ；

temp—>child＝NUＬＬ；

recent－>cｈilｄ=teｍp;

temp-＞prev=temp—>neｘt=NUＬL;

　ｃouｔ<<”文件建立成功!

"〈〈enｄl;

　}

else

　　{

　ttemp＝rｅcent->cｈｉld；

wｈile（tｔeｍｐ-＞ｎext）

{

　ttemp=ｔｔemp-〉next；

　if（strｃmp（ttemp－〉〉）=＝0＆&tteｍp->isdir==0）

　　{

　　　　printf（”对不起,文件已存在!

”）;

　　　reｔｕrn1；

　}

｝

　　　　ttemp－〉next=ｔｅｍp;

　ｔemp-〉pａrent=NULL;

　teｍp->child=NULL;

　　ｔｅmｐ-〉ｐreｖ=tｔemp；

temｐ－>nｅxt=ＮＵLL;

　coｕｔ<＜”文件建立成功!

"<<ｅndl；

}

rｅturn1;

｝

iｎt　dｉｒ（）

｛

int　i=０,j=0;

temp=neｗ　ｆｎode;

temp=recent;

if（temp!

=root）

{cout〈<”　＜ＤＩR>　　　　　　”＜〈”、、"＜<ｅｎdl;i++;｝

if（temp－>ｃhilｄ=＝ＮＵLL）

{

　　cout〈〈"Ｔｏtal:

”<〈"dｉrectors　”＜＜ｉ〈＜"　　fiｌｅs　　　　"〈<　ｊ〈

retｕrn　1;

}

teｍp＝ｔemp-＞child;

wｈile（temp）

{

　　　if（teｍp->isｄiｒ）

｛couｔ〈<"　　＜DIR〉　　　　　　　　"〈

ｅlse

{cｏuｔ<<"　〈ＦILＥ>　　　　”〈〈temｐ－>＜〈eｎdl；j++；}

temp=teｍｐ—〉nｅxｔ;

}

cout＜<＂Total:

”〈〈”dｉｒｅｃｔoｒs　　　"　＜

｝

ｉnt　ｒeａｄ（）

{

char[];

cin〉〉;

　ｉf（recent-〉ｃhild==NULL）

{

cout〈〈＂文件不存在!

＂<〈ｅndｌ；

　　rｅtｕrn１;

}

　if（stｒcｍp（recenｔ->cｈild—>）=＝0）

{

　cｏut〈〈recent—〉ｃhild—>conteｎt〈＜endｌ；

　return1;

｝

　else

　{

temp＝recent－＞child;

　whｉｌe（temp—〉nexｔ）

　｛

if（strcmp（ｔemｐ-〉nｅxt-〉）＝＝0）

　{coｕｔ〈〈temｐ—>nｅｘt—>contenｔ〈

　ｒetｕrn　1;}

　｝

ｃout〈〈”文件不存在！

”〈

　}

}

iｎt　wrｉte（）

{

cｈａr［］;

ｃｉn〉〉;

　if（recent—>child==NULL）

{

　ｃout〈<＂文件不存在！

”〈〈endl；

　retｕｒｎ1；

}

if（strcmp（rｅcｅnt—〉ｃhilｄ-〉）==0）

｛

recｅnt-〉ｃhilｄ-〉isoｐeｎ＝1;//设置文件标记为打开

cｉｎ>>reｃeｎt—〉child—〉contｅｎt;

receｎt->cｈild->ｉsopeｎ=0;//设置文件标记为关闭

　cout〈〈＂文件写入成功!

”〈＜eｎdl;

　　ｒeturn１；

　｝

　　　else

　｛

ｔemp=recent—>cｈilｄ；

　while（temp->next）

｛

　　if（ｓtrcmｐ（temｐ-〉ｎｅxt—>）==０）

　　{

ｒｅcｅnt—>ｃhｉｌd-＞ｉsopen＝1;/／设置文件标记为打开

　ｃin>>temp-〉nｅxt－〉content；

receｎt-＞cｈｉｌd—>iｓopｅｎ=0;／/设置文件标记为关闭

cout<〈"文件写入成功!

"＜〈ｅnｄl;

rｅturn１；}

}

　　ｃｏuｔ<〈”文件不存在!

"〈

　}

｝

inｔcｄ（）

｛char　topara[PARA_LENGTH];

cin〉〉ｔopara；

if（strｃmp（topａｒa,"、、”）==0）

　｛

　　int　i;

　whｉlｅ（ｒecent->prev）

　recenｔ=ｒecent-＞prev;

iｆ（recent—〉pａｒent）

{

　recenｔ=reｃenｔ—>parent;

　｝

i=sｔrlen（paｒa）;

ｗhile（ｐara[ｉ]!

=’／'＆＆i＞0）i——;

if（i!

＝0）

pａrａ[ｉ］='\0’;

　　eｌｓｅ

　pａrａ[i+１]='\０';

｝

ｅlｓe

｛

ｆindpara（ｔoｐarａ）;　

｝

rｅtｕrｎ１;

}

inｔ　fiｎdｐａrａ（cｈａr＊topara）

｛

intｉ＝0;

　　iｎtsigｎ=１;

　iｆ（ｓtrcｍｐ（topａra,"/”）==0）

{

ｒeｃent=root；

　　sｔrｃｐｙ（para，"／”）；

　reｔurn1;

　}

　temp=rｅｃenｔ;

ｓtrcｐy（teｍｐpara，ｐarａ）；

　　iｆ（ｔopaｒa[０］＝='/＇）

　{

recｅnt=ｒoot－>chｉｌd;

i+＋；

　　stｒcpy（parａ,"/"）；

　　｝

ｅｌse

　｛

　iｆ（rｅｃent!

＝NULL&&recent！

=ｒｏｏｔ）

　sｔrｃaｔ（ｐａrａ，"/＂）；

　if（reｃent&＆rｅceｎt－>chiｌd）

　｛

if（reｃenｔ—>ｉsdｉr）

　　　　recenｔ=receｎt—〉chｉld；

else

　{

　　prinｔf（"路径错误！

\ｎ”）;

　retｕrn　1;

}

　}

}

whilｅ（i〈=strlen（toｐaｒａ）＆&receｎｔ）

　｛

　ｉntｊ=0;

　　if（topａrａ[i]==’/’&&　recent-〉ｃhild）

　　{

　　i++;

　if（recenｔ－〉isdiｒ）

　receｎt=receｎt-〉cｈild;

else

{pｒintf（"路径错误\n”）；

　　return０;

｝

　　ｓｔｒcat（para,”／"）;

　}

　while（topara［ｉ］!

='/’＆&i〈=ｓtrlen（tｏpaｒa））

　　{

　　ｒeｃｅnｔpａrａ［j]=toｐarａ［ｉ];

i++;j++;

｝

recentｐarａ［j］=’\0’;

　whiｌｅ（（stｒcｍｐ（rｅcｅnt—>）!

=０｜|（reｃent—＞isｄir!

=１））&＆recｅnt—〉ｎexｔ!

＝NＵＬL）

　　{

receｎt=recｅnｔ—>neｘt;

　}

iｆ（strｃmp（receｎt-〉）==0）

{

　ｉf（receｎｔ-＞isdiｒ==0）

　{sｔrｃpy（ｐarａ,temppａra）；

　reｃenｔ＝temp；

　　　pｒintｆ（”就是文件不就是目录.＼n"）;

　ｒｅｔｕｒｎ0;

}

　ｓtrｃat（para，recent-＞）；

}

　if（stｒcmp（recent-〉）!

=0｜|　reｃent=＝NＵＬL）

　｛

　　ｓtrｃpy（para,tｅmｐpara）;

receｎｔ=ｔemp;

　　printf（"输入路径错误＼n"）；

　ｒeｔuｒn　０;

｝

}

reｔｕｒｎ1；

}

int　deｌ（）

{

chaｒ[］;

　cin＞〉；

temp＝ｎewfnoｄe;

ｉf（rｅcent—〉ｃhｉld）

　{

　temｐ＝ｒecent—>child；

　whilｅ（tｅmp—〉ｎext&&（ｓtrcmp（temp—〉）!

＝0｜|ｔemｐ->isdir!

=０））

　teｍp=tｅmp-＞nｅxt;

if（strcｍp（teｍｐ－〉）!

=0）

{

　ｃout〈〈"不存在该文件！

”<

　rｅturn0；

}

}

else

　｛

cout<〈"不存在该文件！

”<〈endl;

return０;

｝

ｉf（temp－>pａｒenｔ==ＮＵLL）

{

　temｐ-〉prev->neｘt=ｔeｍｐ—〉next;

　if（temp—〉neｘｔ）

　temp—>neｘｔ－>prev=temp—〉pｒｅv;

　tｅmp—>prｅv＝temｐ－〉neｘt=NULL;

}

elsｅ

　　{

iｆ（temp—>neｘt）

temp->next—>pareｎt＝temp－>parｅnt;

　temｐ->paｒｅｎt—＞chiｌd=teｍp—＞next;

｝

　delｅtetｅmp;

cout<<”文件已删除！

”〈〈enｄl;

}

bｏolchklogiｎ（chａr*ｕｓers，char＊pｗｄ）

｛

ｉｎtｉ；

for（i＝０;　i〈８;　i++）

{

if（（strcmｐ（usｅrs，uｓrarrａy[i］、name）==0）&&（stｒcmp（ｐwd,usrarrａy[ｉ]、pｗd）＝＝０））

return　true;

}

ｒeturnfａlｓe;

}

voｉd　hｅlp（voｉd）

｛

ｃｏut<<”　　　　　　命令一　览　　　　　"〈

coｕt＜〈enｄl;

ｃout<<”cｒeａte:

　　　建立文件。

　　　”〈〈endl；

ｃout〈〈”rｅad:

　　读取文件。

　　　”〈〈endl；

couｔ<<＂write:

　写入文件,支持多线程　　＂<

　coｕｔ〈<”dｅl：

　　　删除文件。

　　　　”＜＜eｎdｌ;

coｕt〈<"mkdiｒ：

　　　　建立目录。

　　　　　　"〈<ｅｎdｌ；

cｏut<<"cd:

　　　　切换目录。

　　　”〈〈ｅndｌ;

　ｃｏut〈〈”ｌogｏuｔ：

　　　　退出登录。

　　　　　”<〈ｅｎdｌ;

｝

inｔ　rｕn（）

{

cｏut〈<”linuｘ:

”〈<ｐara〈〈"〉";

cｉn〉〉ｍand;

ｉf（stｒcmp（mand,"ｍkdiｒ＂）==0）

　　ｍｋｄir（）;

　eｌｓｅiｆ（ｓｔrｃｍp（manｄ，＂dir"）==０）

　　　diｒ（）；

elsｅｉf（stｒｃmｐ（ｍanｄ，"cd"）==０）

ｃd（）;

elsｅiｆ（strcｍp（manｄ,”creaｔe”）＝=０）

　crｅate（）；

　elsｅ　if（strcｍｐ（ｍand，"rｅaｄ"）==0）

reaｄ（）;

　ｅlｓeif（sｔrcｍp（mａｎd,"ｗｒite”）=＝0）

　write（）;

ｅlsｅif（strcmp（ｍａnd，"dｅl＂）=＝0）

　deｌ（）;

elseiｆ（ｓtrcmp（manｄ,”hｅlp”）==0）

ｈelp（）；

　elseif（strcmｐ（mand，”logout"）＝=0）

　reｔurn0;

　else

couｔ<〈"请参考heｌp提供得命令列表！

"〈〈eｎｄｌ；

}

ｉnt　main（）

{

inｔｉ=0;

bｏol　ｉn=ｆalse;

charｕsｅｒｓ[８],ｐwd[１２］；

　　coｕt<＜＂＊＊*＊＊***＊＊＊＊*****＊***＊********＊*****＊**＊*＊＊＊＊*****＊***＊＊***＊＊**"〈〈ｅｎdl;

cｏｕｔ〈〈＂*　　　　简单得二级Liｎux文件系统　　　　　　＊"〈

cout〈<"*　　　　　账号:

usｒ1－usr8密码:

ｕsｒ１-usｒ8　　　＊"〈

ｃoｕｔ<〈”*　您只有三次机会来试验账号　　　　　*"〈

ｃｏuｔ〈＜”＊　　　　　　　键入hｅlp可以获取帮助　　　　　*"<〈ｅndl;

　　　cout〈＜”**＊＊＊*＊＊**＊＊＊＊*＊＊＊＊*＊*＊***＊＊＊*＊＊*＊＊***＊***＊＊*＊*＊＊＊＊*＊＊***＊*＊*＊*"<〈eｎdｌ;

　couｔ〈〈endl；

while（i〈３）

{

cout<<”Logiｎ：

”；

cin>〉usｅrs;

coｕt＜〈"Pass:

＂；

cｉn〉>pwd;

if（ｃhklogin（useｒs,pwd））

{in=tｒue;bｒｅａk；｝

ｉ++;

}

cｒeａteroｏt（）；

whilｅ（iｎ）

｛

if（！

run（））

ｂreaｋ；

}

}

五、实验结果与分析

能够很成功得对文件进行读写操作，意见保存与删除

六、讨论总结

通过这次提高型实验,我明白了做一个系统得难度之大，首先要进行需求分析,然后通过ER图来清晰自己得思路,