基于Linux的模拟文件系统的设计与实现.docx
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基于Linux的模拟文件系统的设计与实现
中北大学
操作系统课程设计
说明书
学院、系：
软件学院
专业：
软件工程
学生姓名：
学号：
设计题目：
基于Linux的模拟文件系统的设计与实现
起迄日期:
指导教师:
前言
简单地说，Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intel x86系列CPU的计算机上。
这个系统是由世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。
其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的Unix兼容产品。
Linux不仅为用户提供了强大的操作系统功能，而且还提供了丰富的应用软件。
用户不但可以从Internet上下载Linux及其源代码，而且还可以从Internet上下载许多Linux的应用程序。
可以说，Linux本身包含的应用程序以及移植到Linux上的应用程序包罗万象，任何一位用户都能从有关Linux的网站上找到适合自己特殊需要的应用程序及其源代码，这样，用户就可以根据自己的需要下载源代码，以便修改和扩充操作系统或应用程序的功能。
这对Windows NT、Windows98、MS-DOS或OS/2等商品化操作系统来说是无法做到的。
Linux具有：
稳定、可靠、安全的优点，并且有强大的网络功能。
其中有对读、写进行权限控制、审计跟踪、核心授权等技术，这些都为安全提供了保障。
在相关软件的支持下，可实现WWW、FTP、DNS、DHCP、E-mail等服务，还可作为路由器使用，利用IPCHAINS/IPTABLE网络治理工具可构建NAT及功能全面的防火墙。
Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。
Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。
它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。
1需求分析
1.1功能介绍
基于Linux的模拟文件系统的设计与实现完成以下功能：
（1）创建用户：
手动的创建10个用户，都在界面上完成，输入用户名；每个用户最多可以保存10个文件。
（2）用户登录：
手动的登录已经创建的用户，正确输入用户名即可成功登录。
（3）显示所有用户：
首先会创建很多用户，为了清晰、便捷的查看用户，所以在界面上可以显示所有的用户，这一功能的实现，主要是针对忘记自己用户名的用户，可以通过查看全部用户来查找自己的用户名。
（4）创建二级文件目录（MD）：
手动的输入目录名称，（即设置主目录（MFD）和用户文
件目录（UFD））。
（5）显示目录：
将用户创建的目录显示在界面上。
（6）删除目录：
手动输入目录的名称即可删除已经创建的目录。
（7）进入目录：
进入目录内部，可以进行文件的各种操作。
（8）修改目录：
在用户登录后，输入要修改的目录名称，对其进行修改，输入新的目
录名并保存。
（9）建立一个文件（create）：
在目录中手动输入文件名，可以创建新的文件，在创建
的同时输入文件的保护码，对文件内容进行保护，防止信息泄露。
（10）打开全部文件（openall）：
将已经创建的文件夹全部显示在界面上。
（11）删除一个文件（delete）：
手动输入已经创建的文件的名称，即可删除此文件。
（12）写文件（write）：
手动的在文件中写入内容。
（13）读文件（read）：
查看文件中的已经写入的内容。
（14）移动文件：
用户可以将某个目录下的文件移动到其它的目录中，只为了整理文件，便于查询，使用。
（15）改文件的保护码（change）：
手动修改文件的密码（保护码）。
基于以上的功能，可以使用户选择操作，模拟文件系统的设计与实现；此类功能都是在页面上手动操作完成。
1.2目的及意义
1.2.1目的
通过课程设计，加深对操作系统各资源管理模块的理解，掌握操作系统的基本原理及功能，具有初步分析实际操作系统、设计、构造和开发现代操作系统的基本能力。
基于Linux的模拟文件系统的设计与实现，熟悉基本的网络命令以及他们的使用方法，体会Linux多用户的特点，熟悉网络配置文件的配置方法。
本系统是基于linux平台运行在终端上的虚拟二级文件管理系统。
模拟真正的文件管理系统，并采用用户登录机制对文件和目录进行创建，增加内容，修改，删除的操作。
对于目录而言，可以进行创建删除新添文件的操作；对于文件而言，可以创建，修改，删除。
删除目录时，同时删除相应目录下的文件以及文件中的内容。
采用用户登录使得用户管理文件更方便， 并形成了二级的文件管理模式。
操作系统（OS）是重要的计算机系统软件，同时也是最活跃的学科之一，其发展极为迅速。
它是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。
它在计算机系统中占据了特别重要的地位；而其它的诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都将依赖于操作系统的支持，取得它的服务。
操作系统已成为现代计算机系统、多处理机系统、计算机网络、多媒体系统以及嵌入式系统中都必须配置的、最重要的系统软件。
课程设计是学习的总结，通过课程设计温习我们已经学到的知识并加以运用，还可以了解到其它的知识，来充实自己，充分掌握操作系统的基本原理及各方面知识。
1.2.2意义
基于其低廉成本与高度可设定性，Linux常常被应用于嵌入式系统，例如机顶盒、移动电话及行动装置等。
在移动电话上，Linux已经成为与Symbian OS、Windows Mobile系统并列的三大智能手机操作系统之一；而在移动装置上，则成为Windows CE与Palm OS外之另一个选择。
目前流行的TiVo数位摄影机使用了经过定制化后的Linux。
此外，有不少硬件式的网络防火墙及路由器，例如部份LinkSys的产品，其内部都是使用Linux来驱动、并采用了操作系统提供的防火墙及路由功能。
Linux以它的高效性和灵活性著称。
它能够在PC计算机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。
Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。
Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。
它还包括带有多个窗口管理器的X-Window图形用户界面，如同我们使用Windows NT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。
Linux之所以受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个，一是它属于自由软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码，并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改，无偿对它使用，无约束地继续传播。
另一个原因是，它具有Unix的全部功能，任何使用Unix操作系统或想要学习Unix操作系统的人都可以从Linux中获益。
在Linux操作系统中实现文件的各种操作，即创建、删除、修改、写入、读取等。
通过课程设计让我们进一步了解操作系统，学习操作系统的各方面知识，加深对操作系统的认识，温习课上学过的知识，明确操作系统的作用。
可以在不同的角度来观察操作系统的作用。
从一般客户的观点，可把操作系统看做是用户与计算机硬件系统之间的接口；从资源管理的观点看，则可把操作系统视为计算机系统资源的管理者。
另外，操作系统实现了对计算机资源的抽象，隐藏了对硬件操作的细节，使用户能更方便地使用机器。
1.3设计成果
基于Linux的模拟文件系统的设计与实现，实现了采用用户登录机制，可以查看文件信息，管理文件及文件夹。
在界面中用户可以手动的进行操作，每一步都有操作成功或失败的提示，清晰的展示每一步的操作过程，用户可以方便的实现对文件的操作，例如：
创建、修改、删除等。
经过几天的努力完成了基于Linux的模拟文件系统的设计与实现这一课题，按照具体的要求，将每个功能实现并附上温馨提示，主要的功能有：
展示了添加用户、用户登录、创建二级目录、修改目录名、删除目录、显示全部目录、创建文件、修改文件名、删除文件、写入文件、读取文件、修改文件保护码等功能。
2总体设计
2.1功能介绍
本系统包括用户管理、目录管理、文件管理共3个模块。
在用户管理模块中，包括创建用户，输入用户名；用户登录等功能。
在目录管理模块中，包括创建二级文件目录，输入文件的目录名称；显示目录，输入文件目录的名字，显示出对应的目；删除目录；进入目录主要是为了操作目录内部的文件。
文件管理模块，包括文件的创建，在进入目录后可以按照提示输入文件的名称，输入密码，创建新的文件并添加文件的保护码；打开一个文件，在目录中按照提示输入文件的名称，便可以打开目录中对应的文件；打开全部文件，进入目录后，按照提示输入相应的操作，即可打开本目录下所有的文件；删除一个文件，进入目录按照提示选择相应的操作，输入文件名称，即可删除此文件;写入文件，在目录中打开一个文件，写入内容；读取文件，在目录中打开文件，查看文件的内容。
修改保护码，进入目录输入文件的名称，按照提示修改文件的保护码。
形象展示见下图2.1
图2.1
2.2模块关联
在系统中各个模块之间有着一定的联系，系统中创建10个用户，每一个用户可以创建多个目录，在目录中最多创建10个文件。
用户与目录之间存在一对多的关系，目录与文件之间也存在一对多的关系，用户与文件之间也存在一对多的关系。
具体描述见下图：
图2.2
否
是
图2.3
图2.4
图2.5
3详细设计
3.1用户结构
typedefstructuser{
charname[10];
Content*con;
structuser*next;
}User;
本系统可以创建10个用户，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。
do{
printf（"输入新用户名:
\n"）;
scanf（"%s",name）;
exist=0;
head=user->next;
while（head!
=NULL）{
if（strcmp（head->name,name）==0）{
exist=1;
break;
}
head=head->next;
}
if（exist==1）printf（"用户名已存在!
\n请重新输入:
"）;
}while（exist==1）;
3.2数据结构说明
a）文件结构链表
struct fnode {
char filename[FILENAME_LENGTH];
int isdir;
int isopen;
char content[255];
fnode *parent;
fnode *child;
fnode *prev;
fnode *next;
};
b）函数介绍
voidzengjiayonghu（）;//增加新用户
voidnewfile（Content*con）;//创建新文件
intdisplay_files（Content*con）;//展示所有文件
voiddufile（Content*con）;//读取文件
voidwritefile（Content*con）;//写入文件
voidshanchufile（Content*con）;删除文件
voidyidongfile（User*u,Content*con）;//移动文件
int
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