操作系统课程设计Linux二级文件资料系统设计.docx
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操作系统课程设计Linux二级文件资料系统设计
操作系统课程设计报告
专业：
软件工程
学号：
姓名：
马
提交日期：
2017/1/10
【设计目的】
1、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和内部实现
2、结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统
3、通过对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力
【设计内容】
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：
login用户登录
dir列目录
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
cd进出目录
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
【实验环境】
C++
DevCpp
【设计思路】
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。
首先应确定文件系统的数据结构：
主目录、子目录及活动文件等。
主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。
用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。
如：
file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。
结构体：
typedefstruct/*thestructureofOSFILE*/
{
intfpaddr;/*filephysicaladdress*/
intflength;/*filelength*/
intfmode;/*filemode:
0-ReadOnly;1-WriteOnly;2-ReadandWrite;3-Protect;*/
charfname[MAXNAME];/*filename*/
}OSFILE;//存放重要信息
typedefstruct/*thestructureofOSUFD*/
{
charufdname[MAXNAME];/*ufdname*/
OSFILEufdfile[MAXCHILD];/*ufdownfile*/
}OSUFD;//用户下面的文件
typedefstruct/*thestructureofOSUFD'LOGIN*/
{
charufdname[MAXNAME];/*ufdname*/
charufdpword[8];/*ufdpassword*/
}OSUFD_LOGIN;
typedefstruct/*fileopenmode*/
{
intifopen;/*ifopen:
0-close,1-open*/
intopenmode;/*0-readonly,1-writeonly,2-readandwrite,3-initial*/
}OSUFD_OPENMODE;
主要的函数说明：
voidLoginF（）;/*LOGINFileSystem用户登录*/
voidDirF（）;/*DirFileSystem列目录*/
voidCdF（）;/*ChangeDir改变目录*/
voidCreateF（）;/*CreateFile创建文件*/
voidDeleteF（）;/*DeleteFile删除文件*/
voidModifyFM（）;/*ModifyFileMode修改*/
voidOpenF（）;/*OpenFile打开文件*/
voidCloseF（）;/*CloseFile关闭文件*/
voidReadF（）;/*ReadFile读文件*/
voidWriteF（）;/*WriteFile写文件*/
voidQuitF（）;/*QuitFileSystem离开文件系统*/
voidhelp（）;
其他重要函数：
voidclrscr（）//清屏
intExistD（char*dirname）/*WhetherDirNameExist,Exist-i,NotExist-0*/
intExistF（char*filename）/*WhetherFileNameExist,Exist-i,NotExist-0*/
intFindPANo（）/*findoutphysicaladdressnum*/
voidSetPANo（intRorW）/*Setphysicaladdressnum,0-read,1-write*/
voidInputPW（char*password）/*inputpassword,use'*'replace*/
char*ltrim（char*str）/*removetheheadingblanks.去除左空白*/
char*rtrim（char*str）/*removethetrailingblanks.去除右空白*/
intWriteF1（）/*writefile相当于置换文件*/
程序流程说明：
整体流程：
各部分功能流程：
Open：
NN
Y
Delete：
Y
N
N
Y
Y
N
Write：
N
Y
N
Y
1
0
Close：
N
Y
Y
N
【源程序清单】
Open：
voidOpenF（）/*OpenFile*/
{
printf（"\n\nC:
\\%s>",strupr（dirname））;//显示当前路径
intfcoun,i;//定义两个整形变量
charfname[MAXNAME],fmode[25];//定义两个字符串变量
intfmod;//文件模式
printf（"\nPleaseinputFileName:
"）;
gets（fname）;//接收打开文件的文件名
ltrim（rtrim（fname））;//去除左右空白
if（ExistF（fname）<0）//判断文件是否存在
{//不存在
printf（"\nError.文件名\'%s\'不存在\n",fname）;
wgetchar=1;
}else{//存在
i=ExistD（username）;//获取用户物理信息
for（inta=0;a{
if（strcmp（fname,ufd[i]->ufdfile[a].fname）==0）//找到文件
{
fcoun=a;
break;
}
}
ifopen[i][fcoun].ifopen=1;//将文件状态置为打开状态
printf（"PleaseinputOpenMode（0-ReadOnly,1-WriteOnly,2-ReadandWrite,3-Protect）:
"）;//打开文件模式
gets（fmode）;//获取模式
fmod=atoi（fmode）;//将字符串转换为整型
ifopen[i][fcoun].openmode=fmod;//将文件的模式置为OpenMode
printf（"\nOpenSuccessed"）;
wgetchar=1;
}
}
Delete：
voidDeleteF（）/*DeleteFile*/
{
printf（"\n\nC:
\\%s>",strupr（dirname））;//显示路径
charfname[MAXNAME],str[50],str1[50];//定义三个字符串变量
inti,k,j;
intfpaddrno1;//记录文件物理地址块号
if（strcmp（strupr（ltrim（rtrim（dirname）））,""）==0）{//判断主目录是否为空
printf（"\nError.请确认您要删除的是否在用户目录下！
\n"）;
wgetchar=1;
}
if（strcmp（strupr（dirname）,strupr（username））!
=0）{//判断用户是否在用户目录下
printf（"\nError.您只能删除修改自己用户目录下的文件哦！
\n"）;
wgetchar=1;
}else{
printf（"\nPleaseinputFileName:
"）;
gets（fname）;//接收删除的文件名
ltrim（rtrim（fname））;//去除文件名的左右空白
i=ExistF（fname）;//用户文件位置
if（i>=0）{
k=ExistD（username）;//获取用户所在存储位置
if（ifopen[k][i].ifopen==1）{//文件状态处于打开状态，不许删除
printf（"\nError.\'%s\'处于打开状态！
请先关闭哟！
\n",fname）;
wgetchar=1;
}else{
if（ufd[k]->ufdfile[i].fmode==3）{//保护文件，不可删除
printf（"\nError.\'%s\'处于被保护状态！
请先关闭哟！
\n",fname）;
wgetchar=1;
}else{
fpaddrno1=ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr;//获取文件的物理地址块号
fpaddrno[fpaddrno1]=0;//回收物理地址块号
for（j=i;j{
ufd[k]->ufdfile[j]=ufd[k]->ufdfile[j+1];//将j+1位置为j
}
strcpy（str,"c:
\\osfile\\file\\"）;
itoa（fpaddrno1,str1,10）;//将整数转化为字符串
strcat（str,str1）;
strcat（str,".txt"）;//连接
remove（str）;//删除物理文件
fcount[k--];//文件个数减一
printf（"\n\'%s\'isdeletedsuccessfully.\n",fname）;
wgetchar=1;
}
}
}else{
printf（"\nError.\'%s\'文件不存在！
\n",fname）;//文件不存在
wgetchar=1;
}
}
}
Write：
voidWriteF（）/*WriteFile*/
{
printf（"\n\nC:
\\%s>",strupr（dirname））;//显示用户路径
inti,k,m=0;//定义整形变量
intlength;//定义长度整形变量
charfname[MAXNAME];//定义文件名字符串
charstr[255],str1[255];//定义两个字符串变量
if（strcmp（strupr（dirname）,strupr（username））!
=0）{//判断用户是否在用户目录下
printf（"\nError！
请确认您要写的在用户目录下！
\n"）;
wgetchar=1;
return;
}
printf（"\n请先打开文件！
\n"）;
printf（"OpenedFile（s）List:
\n"）;
k=ExistD（dirname）;//获取用户文件信息
for（i=0;i{
if（ifopen[k][i].ifopen==1）{//文件处于打开状态
printf（"%15s",ufd[k]->ufdfile[i].fname）;
m++;
}
if（m%4==0&&m!
=0）//每创建4个文件换一行
printf（"\n"）;
}
printf（"\n%d文件已经打开啦！
\n",m）;
if（m==0）
wgetchar=1;
if（m!
=0）//创建文件
{
printf（"\nPleaseinputFileName:
"）;
gets（fname）;//接收文件名
ltrim（rtrim（fname））;//去除左右空白
i=ExistF（fname）;//获取文件物理地址
if（i>=0）{//文件存在
if（ifopen[k][i].ifopen==1）{//文件处于打开状态
if（ifopen[k][i].openmode==1||ifopen[k][i].openmode==2）{//文件权限是只写或读写
itoa（ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr,str,10）;//获取文件路径
strcpy（str1,"file"）;
strcat（str1,str）;
strcpy（str,"c:
\\osfile\\file\\"）;
strcat（str,str1）;
strcat（str,".txt"）;//文件路径
charstr2[3];
intchoice=3;
strcpy（str2,"ab"）;
printf（"Youcanchoise[0-CoveredW][1-AdditonalW]:
"）;//选择追加还是覆盖
scanf（"%d",&choice）;
if（choice==0）//0-覆盖
strcpy（str2,"wb"）;
fp_file=fopen（str,str2）;//打开文件
length=WriteF1（）;
ufd[k]->ufdfile[i].flength=ufd[k]->ufdfile[i].flength+length;//修改文件长度
if（choice==0）
ufd[k]->ufdfile[i].flength=length;
printf（"\n\nYouhavewritefilesuccessfully!
!
!
"）;
fclose（fp_file）;//关闭文件
wgetchar=0;
}elseif（ifopen[k][i].openmode==0）{//文件处于只读状态，不允许写
printf（"\nError.\'%s\'文件以只读状态打开，不允许写！
\n",fname）;
wgetchar=1;
}else{
printf（"\nError.\'%s\'文件处于关闭状态，请先打开！
\n",fname）;
wgetchar=1;
}
}
}else{
printf（"\nError.\'%s\'文件不存在！
\n",fname）;//文件不存在
wgetchar=1;
}
}
}
Close：
voidCloseF（）/*CloseFile*/
{
printf（"\n\nC:
\\%s>",strupr（dirname））;//显示路径
charfname[MAXNAME];//定义字符串变量
inti,k,n=0;
if（strcmp（strupr（dirname）,strupr（username））!
=0）//关闭用户文件需在用户目录下
{
printf（"\nError！
请确认您要关闭的是在用户目录下！
\n"）;
}else{
printf（"\n\nOpenedFile（s）List:
\n"）;//罗列已处于打开的文件
k=ExistD（dirname）;
for（i=0;i{
if（ifopen[k][i].ifopen==1）//文件处于开启状态
if（（ifopen[k][i].openmode==0）||（ifopen[k][i].openmode==2））//只读或者读写状态
{
printf（"%15s",ufd[k]->ufdfile[i].fname）;
n++;
}
if（（n%4==0）&&（n!
=0））printf（"\n"）;
}
printf（"\n%d文件已被打开！
\n",n）;
if（n==0）wgetchar=1;
printf（"\nPleaseinputFileName:
"）;
gets（fname）;//接收关闭文件的文件名
ltrim（rtrim（fname））;//除去首尾空格
i=ExistF（fname）;//获取文件物理地址
if（i>=0）
{
k=ExistD（username）;//获取用户文件信息
if（ifopen[k][i].ifopen==0）//文件处于关闭状态
{
printf（"\nError！
\'%s\'文件已经被关闭！
\n",fname）;
}else{//将文件关闭
ifopen[k][i].ifopen=0;
ifopen[k][i].openmode=4;
printf（"\'%s\'hasbeenclosedsuccessfully!
",fname）;
}
}else{
printf（"\nError.\'%s\'文件不存在\n",fname）;
}
}
}
【测试结果】
（此部分请同学们自己动手操作）
Login：
Help：
Create：
Open：
Read：
Write：
1—additional
添加后变为：
0—covered
覆盖后变为：
Close：
Attrib：
Delete：
Dir：
Cls：
（清屏）
Exit：
【设计总结】
首先通过这次的操作系统课程设计，让我认识到了实际的编程操作并不难，难的是对过程的设计，功能的定义以及最后的程序流程图的设计。
其次说一下我的认识，这次的课程设计使我对一些东西有了更加深刻的认知和了解，更重要的是巩固了新学的知识，以及对旧的知识进行了复习与了解，对一些细节方面的东西也有了更深刻的理解，所以这一次实践的机会，让我体会到了自己的不足之处，在以后的学习过程中，会加倍的认真努力。
让我对文件的操作更加熟练了，并且对Linux有了初步的了解。
其实这次课程设计，不能说很困难：
老师已经把大体的架构给我们了，我们需要添加的仅是四个功能的设计（open、write、delete、close）但是它又不是很容易，我们需要把整个的程序弄清，各个变量以及语句都要明白记住，这会关联到我们所定义的四个功能。
总算是把这次的课程设计搞定了，最让我开心的是课设完成之后看着自己的作品。
程序完整运行成功的那一瞬间最令我激动。
总之，这次的课设使我重新认识了不少，以后我会更加努力！
【参考文献】
计算机操作系统教程（第三版）.张尧学史美林张高
计算机操作系统,西安电子科技大学出版社，方敏主编,2004.8
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