操作系统实训C++文件管理系统

1、目 录1 设计目的12 设计内容13 设计步骤13.1 开发平台13.1.1 开发环境介绍13.1.2 开发界面截图23.2 详细设计23.2.1 算法说明23.2.2 系统流程图43.3 运行与测试43.3.1 运行测试43.3.2 异常处理测试73.4使用说明94 设计总结105 附录101 设计目的（用小3号黑体，并留出上下间距为：段前0.5行，段后0.5行）操作系统概论学习已经快结束了，通过本课程，了解了操作系统的发展，组成，处理器管理，存储管理，文件管理，设备管理，并发进程等相关知识。理论必须与实际联系，才能理解的更加深刻，所以进行了这次课程设计，制作一个文件模拟系统的程序，加深对相

2、关知识的理解与运用。2 设计内容本设计应完成以下要求：1设计一个10个用户的文件系统，用户至少有Create、delete、open、close、read、write等文件操作命令。2程序采用多级文件目录管理，仅可能模拟文件存取的全过程。3 设计步骤3.1 开发平台3.1.1 开发环境介绍我们采用了C语言来并在Visual Studio 2005平台实现。.NET Framework是生成、运行下一代应用程序和XML Web Services的内部Windows组件。它简化了分布式Internet环境中的应用程序开发，由公共语言运行库（CLR）和.NET Framework类库两个组件构成。V

3、isual Studio 2005 是微软公司开发的集成开发环境，支持C、C+、VB、J#、C#等多种开发语言，界面友好，并有自动补全代码功能，便于调式，是当前最流行的.NET Framework开发工具。安装Visual Studio 2005的系统要求：硬件需求描述处理器Pentium3级600MHZ以上处理器RAMWindows XP Professional至少为160MB硬盘对于Visual C#.NET、Visual Basic.NET,需要600MB硬盘空间，安装驱动器上需要1.5GB磁盘空间视频800*600像素，256色（建议：增强色16位）鼠标Microsoft鼠标或兼容的

4、指针设备3.1.2 开发界面截图3.2 详细设计3.2.1 算法说明用户登录时要输入用户名和密码，如果正确则进入初始界面，默认只有十个用户。用户登录成功后，可以使用的命令列表如下（命令不区分大小写）： Create：创建一个新的文件；如果文件名空，则提示出错； Open： 打开一个已经存在的文件；如果该文件不存在，则提示出错； Read： 读取目标文件中的内容；如果目标文件不存在，则提示出错； Write： 向目标文件写入内容；如果目标文件不存在，则提示出错； Delete：删除目标文件；如果目标文件不存在，则提示出错； Mkdir：创建一个新的文件夹；如果目录名空，则提示出错； Cd： 改变

5、当前路径，转到目标目录下；入股目标目录不存在，则提示出错； Dir： 列出当前目录下文件； Copy： 把文件或目录由源地址拷贝到目标地址； Logout：推出文件管理系统；文件目录的检索使用了简单的线性搜索，文件保护简单使用了三位保护码：允许读写执行、对应位为 1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。体现在工程开发中，我们建立了头文件：myHead.h，用以存放程序中用到的结构体定义和全局变量定义；代码主文件：myFileSys.cpp，存放程序主要代码。程序中使用的主要设计结构如下：1一个文件索引结构typedef struct unsigned Index;/文件元素索引编号char F

6、ileNameMAXFILENAMELEN;/文件元素名char ParentNameMAXFILENAMELEN; /父节点名unsigned FileBlockId;/文件元素所在物理块编号unsigned FileLevel;/文件元素所在层次，层文件元素名为一个文件元素的逻辑位置unsigned effect;/是否有效，-无效，-有效 FileIndexElement;2、文件状态结构typedef enumclosed, /已被关闭opened, /已被打开reading, /正在被读取writing /正在被写入 FileStatus;3、文件系统中的元素结构，包括文件和文件夹t

7、ypedef struct fsestruct fse *parent;/指向自己的父亲节点unsigned FileLevel;/文件元素所在层次，层文件元素名为一个文件元素的逻辑位置char FileNameMAXFILENAMELEN;/文件元素名unsigned FileBlockId;/文件元素所在物理块编号unsigned FileElemLen;/文件元素的长度FEType Type;/文件元素类型FEAccess Access;/文件元素可供操作的权限User Creator;/文件创建者char CreateTime18;/创建时间，日期格式：MM/DD/YY HH:MI:S

8、Schar LastModTime18;/最后一次修改时间char *FileData;/一个文件的数据开始地址，文件夹时该值为NULLFileStatus fileStu;/如果是一个文件表示文件当前的状态 FSElement;3.2.2 系统流程图3.3 运行与测试3.3.1 运行测试运行Debug目录下的myFileSys.exe可执行文件，运行成功，显示欢迎界面并帮助信息，如下图：系统默认了十个普通用户：user1，user2，user3，user4，user5，user6，user7，user8，user9，user10。所有用户密码与其用户名相同。输入正确的用户名和密码，单击回车键

9、就可以进入文件模拟系统，以用户user1为例，下面显示user1登录成功，如下图：用create命令创建test文件夹，用cd命令进入test文件夹，如下图：用create命令创建三个文件：1.txt,2.txt,3.txt。用dir命令列出当前目录下文件和文件夹如下：用open命令打开1.txt文件，用write命令写入信息，用close命令关闭1.txt文件。用logout命令退出系统，界面如下：运行测试表明，正常输入各项操作指令后，程序均正常运行并显示出预期结果，程序运行成功。3.3.2 异常处理测试键入错误的用户名或者错误的密码后，登陆失败并提示重新输入，如下图：用cd命令进入一个不存

10、在文件夹发生错误，界面如下：删除一个不存在的文件而发生错误，界面如下：文件没有打开的情况下，使用read命令读取或者使用write命令写入导致错误，界面如下：在上面的异常测试中，输入非法的指令后，系统能辨别并能给出相应的出错提示信息，表明系统具有一定的健壮性。3.4使用说明1、双击debug文件夹中的myFileSys.exe可执行程序，启动模拟界面。2、输入用户名和密码，单击回车键，如果通过验证，则进入系统。3、输入create books命令，可以建立一个名为books的文件夹。输入create 1.txt命令可以创建一个名为1.txt的文本文件（文件名和文件夹名字随意）。4、创建的文件夹

11、和文件可以通过dir命令在当前目录下面显示出来。5、输入open 1.txt命令，可以打开1.txt文本文件，只有打开的文件才能写入数据。6、输入write 1.txt命令。可以在1.txt文件中写入数据，例如写入：my name isZheng！按ctrl+D可以保存输入的信息。7、输入read 1.txt命令，可以查看该文件中的信息。8、输入close 1.txt命令，则可以关闭该文件9、输入cd books命令，可以进入books文件夹。10、输入logout，则注销当前用户了。4 设计总结本文件系统中，用户可以用到的指令包括：create, open, read, write, clo

12、se, delete, cd, dir, logout, copy等十一个文件操作指令，实现了基本的文件管理的相关功能。通过这次课程设计。对Visual Studio 2005和.NET Framework有了进一步的了解，熟悉了相关软件和技术的使用。在设计要求中，只要完成10个用户模拟，并对文件结构作了简化，我们对此作了扩充，除了默认用户10个和1个特权用户，每个用户创建文件数目没有限制，文件的模拟也是从底层的块开始。我做的这个文件管理模拟系统还存在一些不足：控制台形式的界面，对用户来说不够友好，应当继续开发出窗体界面。程序代码还有锤炼的空间，可以进一步进行研究，增加代码的执行效率，提升程序

13、的功能。通过本课程设计的课题研究、资料查询、代码编写、调试运行、测试总结等过程的进行，使自己对计算机操作系统的文件系统的管理方式有了进一步的理解，加深了对文件系统的工作原理的认识，使理论知识更加巩固。5 附录全局变量声明：const unsigned FILESYSCAP = 1024 * 1024;/模拟文件系统的容量设为Mconst unsigned BITMAPLEN = 64;/位示图的长度const unsigned FILEBLOCKCAP = 512;/一个文件块的大小const unsigned FILEBLOCKCOU = 512;/文件系统中文件块的数量const unsi

14、gned MAXFILENAMELEN = 11;/最长文件名的长度const unsigned MAXPASSWORDLEN = 11;/用户密码的最大长度const unsigned USERTESTLOGINCOU = 5;/用户登录尝试次数const unsigned COMMANDMAXLEN = 200;/命令行最大长度const unsigned PROSETCOMMCOU = 11;/预设命令数const char *PROSETCOMM = create, open, read, write, close, delete, mkdir, cd, dir, logout, co

15、py;创建文件函数：FSElement * CreateFileElement（）实现：void Create(char *filename)if (strcmp(filename, ) = 0)printf(对不起，文件名不能为空。n);elseCreateFileElement(protect, filename, file, NULL, CS.CurrParent);printf(%s %sn$, CS.CurrentUser.UserName, CS.CurrentPath);初始化文件系统函数：InitFileSys()实现：/初始化模拟的文件系统if (FS.FSStart = (

16、char *)malloc(FILESYSCAP) = NULL)return false;FS.FileSystemCap = FILESYSCAP;FS.bm.BitMapLen = BITMAPLEN;FS.bm.BMStart = FS.FSStart;/设置位示图为未使用memset(FS.bm.BMStart, 0, FS.bm.BitMapLen);/初始化文件系统索引FS.FI.FIStart = (FileIndexElement *)(FS.FSStart + BITMAPLEN);/因为是模拟系统，暂定一个文件或文件夹最多占用一个文件块，一个文件块只放一个文件元素FS.F

17、I.FILen = sizeof(FileIndexElement) * FILEBLOCKCOU + sizeof(unsigned) * 2;FS.FI.FICount = 0;memset(FS.FI.FIStart, 0, FS.FI.FILen);/初始化文件块FS.FileBlockCou = FILEBLOCKCOU;FS.head = CreateFileBlockList(FS.FSStart + FILESYSCAP - FILEBLOCKCAP * FILEBLOCKCOU), FILEBLOCKCAP, FS.FileBlockCou);/区域的后FILEBLOCKCA

18、P * FILEBLOCKCOU个单元用来存储数据if (FS.head = NULL)return false;/初始化系统当前状态CS.CurrentUser.UserName = (char *)calloc(10,sizeof(char);strcpy(CS.CurrentUser.UserName, man);CS.CurrentUser.ut = admin;CS.CurrParent = NULL;CS.FileLevel = 0;CS.CurrentPath = (char *)calloc(1000, sizeof(char);/创建一个根目录base = CreateFil

19、eElement(pub, root, dir, NULL, NULL);if (base = NULL)return false;elsereturn true;登录验证函数：Login（）实现如下：char username10;char passwordMAXPASSWORDLEN;int c;for (c = 0; c USERTESTLOGINCOU; c+)int i = 0;memset(password, 0, MAXPASSWORDLEN);memset(username, 0, 10);printf(请输入用户名:);gets(username);printf(请输入密码:

20、);while (i = USERTESTLOGINCOU)/非法用户printf(n对不起，您不是该系统用户，按任意键退出系统。n);return false;elsereturn true;列出当前目录的文件和文件夹函数：Dir(char *path)实现如下：char display1000;memset(display, 0, 1000);/查找显示内容for (unsigned i = 0; i FileName) = 0 & FS.FI.FIStarti.FileLevel = CS.FileLevel & FS.FI.FIStarti.effect = 1)strcat(disp

21、lay, FS.FI.FIStarti.FileName);strcat(display, tt);printf(n%sn, display);printf(%s %sn$, CS.CurrentUser.UserName, CS.CurrentPath);创建一个文件夹函数：Mkdir(char *filename)实现如下：if (strcmp(filename, ) = 0)printf(对不起，文件夹名不能为空。n);elseCreateFileElement(protect, filename, dir, NULL, CS.CurrParent);printf(%s %sn$, CS

22、.CurrentUser.UserName, CS.CurrentPath);进入一个文件夹函数：Cd(char *path)实现如下：int splitDisplayCou = 0;/分割符出现的次数if(strcmp(path, .) = 0)if (CS.FileLevel 0)CS.FileLevel-;CS.CurrParent = CS.CurrParent-parent;unsigned i;for ( i = strlen(CS.CurrentPath) - 1; i 0; i-)if (CS.CurrentPathi = )splitDisplayCou+;if (split

23、DisplayCou = 2)/已过滤掉最后一个目录名break;char temppath1000 ;strcpy(temppath, CS.CurrentPath);memset(CS.CurrentPath, 0, 1000);strncpy(CS.CurrentPath, temppath, i+1);elseelsechar display100 = ;for (unsigned i = 0; i FileName) = 0 & FS.FI.FIStarti.FileLevel = CS.FileLevel & FS.FI.FIStarti.effect = 1 &strcmp(FS

24、.FI.FIStarti.FileName, path) = 0)strcpy(display, 文件存在。n);CS.CurrParent = (FSElement *)FindBlankFileBlock(FS.FI.FIStarti.FileBlockId);CS.FileLevel+;strcat(CS.CurrentPath, path);strcat(CS.CurrentPath, );break;if (strcmp(display, ) = 0)/文件夹不存在，什么都不做printf(当前目录下没有您要进入的文件夹。n);printf(%s %sn$, CS.CurrentUs

25、er.UserName, CS.CurrentPath);读取当前目录文件函数：Read(char *path)实现如下：char displayFILEBLOCKCAP;for (unsigned i = 0; i FileName) = 0 & FS.FI.FIStarti.FileLevel = CS.FileLevel & FS.FI.FIStarti.effect = 1 &strcmp(FS.FI.FIStarti.FileName, path) = 0)FSElement *fselem = (FSElement *)FindBlankFileBlock(FS.FI.FIStar

26、ti.FileBlockId);if (fselem-fileStu = closed)strcpy(display, 文件尚未打开，请先打开文件。n);elseif (fselem-FileData = NULL | strcmp(fselem-FileData, ) = 0)strcpy(display, 文件无内容。n);elsestrcpy(display, fselem-FileData);fselem-fileStu = reading;break;if (strcmp(display, ) = 0)strcpy(display, 当前目录下没有您要打开的文件。n);printf(

27、n%sn, display);printf(%s %sn$, CS.CurrentUser.UserName, CS.CurrentPath);写当前目录文件函数：Write(char *path)实现如下：char displayFILEBLOCKCAP;memset(display, 0, FILEBLOCKCAP);for (unsigned i = 0; i FileName) = 0 & FS.FI.FIStarti.FileLevel = CS.FileLevel & FS.FI.FIStarti.effect = 1 &strcmp(FS.FI.FIStarti.FileName

28、, path) = 0)FSElement *fselem = (FSElement *)FindBlankFileBlock(FS.FI.FIStarti.FileBlockId);if (fselem-fileStu = closed)strcpy(display, 文件尚未打开，请先打开文件。n);elseprintf(n注意：文件最大不可以超过%d 字节！按CTRL+D结束编辑。n, FILEBLOCKCAP - sizeof(FSElement);char c;int i = 0;while (c = getchar() != 0x04)displayi+ = c;getchar();/处理回车displayi = 0;strcpy(fselem-FileData, display);unsigned len = strlen(display) FileData, display, len);fselem-fileStu = writing;strcpy(display, 文件写入成功。n);break;printf(n%sn, display);printf(%s %sn$, CS.CurrentUser.UserName, CS.CurrentPath);命令判别函数：CommandTrans