天津科技大学操作系统课程设计报告(共35页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上操作系统课程设计报告专 业：学 号：姓 名提交日期：【设计目的】1、本实验的目的是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。.【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：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 进出目录列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度源文件可以进行读

2、写保护.【实验环境】Windows7操作平台Visual Studio2010【相关知识综述】理解二级目录的文件系统的组织；掌握常用的数据结构；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;使用文件来模拟外存，进行数据结构设计和操作算法的设计，实现一个文件系统并实现基本的文件操作（为了简便文件系统，不考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容）。【设计思路】采用的数据结构、主要的函数说明、程序流程设计等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

3、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1.主要的数据结构#define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdname,filename表示三种文件的长度都为25*/#define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户下可以有50个文件*/#define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD)

4、/*the size of fpaddrno定义一个常量2500个扇区*/typedef struct /*the structure of OSFILE*/int fpaddr; /*file physical address物理地址*/ int flength; /*file length文件长度*/ int fmode; /*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write; 3-Protect;*/ char fnameMAXNAME; /*file name文件名*/ OSFILE;typedef struct /*the str

5、ucture of OSUFD*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/OSFILE ufdfileMAXCHILD; /*ufd own file*/OSUFD;/*osf文件的数据结构*/typedef struct /*the structure of OSUFDLOGIN*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/ char ufdpword8; /*ufd password*/ OSUFD_LOGIN;typedef struct /*file open mode*/int ifopen; /*ifopen:0-close,1-o

6、pen*/ int openmode; /*0-read only,1-write only,2-read and write,3-initial*/OSUFD_OPENMODE;2.主要函数void LoginF(); /*LOGIN FileSystem*/void DirF(); /*Dir FileSystem*/void CdF(); /*Change Dir*/void CreateF(); /*Create File*/void DeleteF(); /*Delete File*/void ModifyFM(); /*Modify FileMode*/void OpenF();

7、/*Open File*/void CloseF(); /*Close File*/void ReadF(); /*Read File*/void WriteF(); /*Write File*/void QuitF(); /*Quit FileSystem退出文件系统*/void help();3总体功能程序结构图打开命令的程序流程图 关闭命令的程序流程图写命令程序流程图 删除命令的程序流程图：【源程序清单】#include stdio.h#include string.h#include conio.h#include stdlib.h#define MAXNAME 25 /*the la

8、rgest length of mfdname,ufdname,filename表示三种文件的长度都为25*/#define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户下可以有50个文件*/#define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno定义一个常量2500个扇区*/typedef struct /*the structure of OSFILE*/int fpaddr; /*file physical address物理地址*/ int flength; /*file length文件长度*/ int f

9、mode; /*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write; 3-Protect;文件标识可读可写可执行*/ char fnameMAXNAME; /*file name文件名*/ OSFILE;/osfile文件的数据结构，一级文件系统上创建的文件上例如WANGFANG存储的就是这些内容typedef struct /*the structure of OSUFD*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/OSFILE ufdfileMAXCHILD; /*ufd own file*/OSUFD;/*osf

10、文件的数据结构*/typedef struct /*the structure of OSUFDLOGIN登录文件的数据结构*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/ char ufdpword8; /*ufd password*/ OSUFD_LOGIN;typedef struct /*file open mode*/int ifopen; /*ifopen:0-close,1-open*/ int openmode; /*0-read only,1-write only,2-read and write,3-initial*/OSUFD_OPENMODE;OS

11、UFD *ufdMAXCHILD; /*ufd and ufd own files将osfile实例化ufd，有50个指向该结构的指针*/OSUFD_LOGIN ufd_lp;/声明了一个具体的变量int ucount=0; /*the count of mfds ufds表示用户的个数*/int fcountMAXCHILD; /*the count of ufds files*/int loginsuc=0; /*whether login successfully*/char usernameMAXNAME; /*record login users name22定义了一个字符数组，存放

12、用户名最大可放25个*/char dirnameMAXNAME;/*record current directory*/int fpaddrnoMAX; /*record file physical address num*/OSUFD_OPENMODE ifopenMAXCHILDMAXCHILD; /*record file open/close*/int wgetchar; /*whether getchar()*/FILE *fp_mfd,*fp_ufd,*fp_file_p,*fp_file;void LoginF(); /*LOGIN FileSystem*/void DirF()

13、; /*Dir FileSystem*/void CdF(); /*Change Dir*/void CreateF(); /*Create File*/void DeleteF(); /*Delete File*/void ModifyFM(); /*Modify FileMode*/void OpenF(); /*Open File*/void CloseF(); /*Close File*/void ReadF(); /*Read File*/void WriteF(); /*Write File*/void QuitF(); /*Quit FileSystem退出文件系统*/void

14、help();char *rtrim(char *str); /*remove the trailing blanks.*/char *ltrim(char *str); /*remove the heading blanks.*/void InputPW(char *password); /*input password,use * replace*/void SetPANo(int RorW); /*Set physical address num设置物理地址*/int ExistD(char *dirname); /*Whether DirName Exist,Exist-i,Not E

15、xist-0该函数在退出的时候将内容写回磁盘*/int WriteF1(); /*write file*/int ExistF(char *filename); /*Whether FileName Exist,Exist-i,Not Exist-0*/int FindPANo(); /*find out physical address num找到物理地址*/ /清屏void clrscr()system(cls);int main()int i,choice1;char choice50; /*choice operation:dir,create,delete,open,delete,m

16、odify,read,write*/int choiceend=1; /*whether choice end表示选择是否结束*/char *rtrim(char *str); /*remove the trailing blanks.去除后面的空格*/char *ltrim(char *str); /*remove the heading blanks.去除前面的空格*/ /该if语句的目的只是为了检测该文件是否存在，若不存在则创建if(fp_mfd=fopen(c:osfilemfd.txt,rb)=NULL)/以只写的方式打开文件，返回一个指针，若不存在fp_mfd=fopen(c:os

17、filemfd.txt,wb);/则创建该文件fclose(fp_mfd);/创建成功之后关闭该文件 /将模拟的磁盘区域全部初始化为零for(i=0;i,strupr(dirname);else printf(Bad command or file name.nC:%s,strupr(username); gets(choice);/输入所选择的 strcpy(choice,ltrim(rtrim(strlwr(choice);/将输入的值赋给choice if (strcmp(choice,dir)=0) choice1=1;/依次将输入的值与dir，create等等进行比较 else if

18、(strcmp(choice,create)=0) choice1=2;/如果输入create 则将choice1置为2通过switch进行选择 else if(strcmp(choice,delete)=0) choice1=3;/依次内推 else if(strcmp(choice,attrib)=0) choice1=4; else if(strcmp(choice,open)=0) choice1=5; else if(strcmp(choice,close)=0) choice1=6; else if(strcmp(choice,read)=0) choice1=7; else if

19、(strcmp(choice,write)=0) choice1=8; else if(strcmp(choice,exit)=0) choice1=9; else if(strcmp(choice,cls)=0) choice1=10; else if(strcmp(choice,cd)=0) choice1=11; else if(strcmp(choice,help)=0) choice1=20; else choice1=12;/choicel=12时跳转到default:choiceend=0;因为while（1）所以要不断循环switch(choice1)case 1:DirF()

20、;choiceend=1;break;case 2:CreateF();choiceend=1;if(!wgetchar) getchar();break;case 3:DeleteF();choiceend=1;if(!wgetchar)getchar();break;case 4:ModifyFM();choiceend=1;if(!wgetchar) getchar();break;case 5:OpenF();choiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 6:CloseF();choiceend=1;if (!wgetchar) get

21、char();break;case 7:ReadF();choiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 8:WriteF();choiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 9:printf(nYou have exited this system.); QuitF();exit(0);break;case 10:clrscr();choiceend=1;break;case 11:CdF();choiceend=1;break;case 20:help();choiceend=1;break;de

22、fault:choiceend=0;else /如果没有登录成功printf(nAccess denied.);void help(void)printf(nThe Command Listn);printf(nCd Attrib Create write Read Open Cls Delete Exit Closen);char *rtrim(char *str) /*remove the trailing blanks.除去末尾端的空格符号指针指向字符串第一个*/int n=strlen(str)-1;/n为字符串的长度减1while(n=0)/if(*(str+n)!= )/末尾不存在

23、空格*(str+n+1)=0;/0表示结束符break;else n-;/如果存在空格，则将空格去掉if (nufdname,strupr(ufd_lp.ufdname);fp_ufd=fopen(str,rb);fcountj=0;for(i=0;fread(&ufdj-ufdfilei,sizeof(OSFILE),1,fp_ufd)!=0;i+,fcountj+)ifopenji.ifopen=0;ifopenji.openmode=4;fclose(fp_ufd);fclose(fp_mfd);ucount=j;SetPANo(0);printf(nnLogin successful!

24、 Welcome to this FileSystemnn);loginsuc=1;return;elseprintf(nn);flag=1;while(flag)printf(Login Failed! Password Error. Try Again(Y/N):);gets(a);ltrim(rtrim(a);if (strcmp(strupr(a),Y)=0) loginsuc=0;flag=0;else if(strcmp(strupr(a),N)=0)loginsuc=0;flag=0;return;elseprintf(New Password(=8):);InputPW(log

25、inpw); /*input new password,use * replace*/printf(nConfirm Password(ufdname,strupr(ufd_lp.ufdname);fp_ufd=fopen(str,rb);for(i=0;fread(&ufdj-ufdfilei,sizeof(OSFILE),1,fp_ufd)!=0;i+,fcountj+)ifopenji.ifopen=0; ifopenji.openmode=4;fclose(fp_ufd);fclose(fp_mfd);ucount=j;SetPANo(0);printf(nnLogin Success

26、ful! Welcome to this Systemnn);loginsuc=1;return; elseprintf(nn);flag=1;while(flag)printf(Login Failed! Password Error. Try Again(Y/N):);gets(a);ltrim(rtrim(a);if (strcmp(strupr(a),Y)=0) loginsuc=0;flag=0;else if(strcmp(strupr(a),N)=0)loginsuc=0;flag=0;return;void SetPANo(int RorW) /*Set physical ad

27、dress num,0-read,1-write*/int i,j;if (RorW=0)if(fp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,rb)=NULL)/如果文件未读成功 fp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,wb);/则创建该文件fclose(fp_file_p); fp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,rb);/for(i=0;fread(&j,sizeof(int),1,fp_file_p)!=0;i+)fpaddrnoj=1;/真正模拟的位示图的关系/*for(i=1

28、;iMAX;i+)if (i%13)=0) fpaddrnoi=1;*/elsefp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,wb);/*for(i=1;iMAX;i+)if(i%13)=0) fpaddrnoi=0;*/for(i=0;iMAX;i+)/if (fpaddrnoi=1)/表示已使用fwrite(&i,sizeof(int),1,fp_file_p);/把第几个扇区号写进文件fclose(fp_file_p);void InputPW(char *password) /*input password,use * replace*/int j;fo

29、r(j=0;j0)/且密码个数大于0j-;j-;putchar(b);putchar( );putchar(b);/b表示退格putchar函数只能用于单个字符的输出，且一次只能输出一个字符else j-;elsepasswordj=0;/0 是字符串的结束符,如果输出完毕则终止break;passwordj=0;void DirF() /*Dir FileSystem*/int i,j,count=0;char sfmode25,sfpaddr25,str25;clrscr();if (strcmp(strupr(ltrim(rtrim(dirname),)!=0)printf(nnC:%s

30、dirn,dirname);printf(n%14s%16s%14s%10s%18sn,FileName,FileAddress,FileLength,Type,FileMode);j=ExistD(dirname);for(i=0;iufdfilei.fpaddr,str,10);strcpy(sfpaddr,file);strcat(sfpaddr,str);if (ufdj-ufdfilei.fmode=0) strcpy(sfmode,Read Only);else if(ufdj-ufdfilei.fmode=1) strcpy(sfmode,Write Only);else if(

31、ufdj-ufdfilei.fmode=2)strcpy(sfmode,Read And Write);else strcpy(sfmode,Protect);printf(%14s%16s%14d%10s%18sn,ufdj-ufdfilei.fname,sfpaddr,ufdj-ufdfilei.flength,sfmode);printf(n %3d file(s)n,fcountj);elseprintf(nnC:dirn);printf(n%14s%18s%8sn,DirName,OwnFileCount,Type);for(i=0;iufdname,fcounti,);count=

32、count+fcounti;printf(n %3d dir(s),%5d file(s)n,ucount,count);int ExistD(char *dirname) /*Whether DirName Exist,Exist-i,Not Exist-0*/int i;int exist=0;for(i=0;iufdname),strupr(dirname)=0)exist=1;break;if (exist) return(i);else return(-1);void CdF() /*Exchange Dir*/char dnameMAXNAME;printf(nPlease inp

33、ut DirName (cd.-Previous dir; DirNAME-cd DirNAME):);gets(dname);ltrim(rtrim(dname);if (ExistD(dname)=0) strcpy(dirname,strupr(dname);else if(strcmp(strupr(dname),CD.)=0) strcpy(ltrim(rtrim(dirname),);else printf(nError.%s does not exist.n,dname);void CreateF() /*Create File*/int fpaddrno,flag=1,i;ch

34、ar fnameMAXNAME,str50,str150,a25;char fmode25; if (strcmp(strupr(dirname),strupr(username)!=0)printf(nError. You must create file in your own dir.n);wgetchar=1;elseprintf(nPlease input FileName:);gets(fname);ltrim(rtrim(fname);if (ExistF(fname)=0)printf(nError. Name %s has already existed.n,fname);w

35、getchar=1;elseprintf(Please input FileMode(0-Read Only, 1-Write Only, 2-Read and Write, 3-Protect):);gets(fmode);ltrim(rtrim(fmode);if(strcmp(fmode,0)=0)|(strcmp(fmode,1)=0)|(strcmp(fmode,2)=0)|(strcmp(fmode,3)=0)fpaddrno=FindPANo();if (fpaddrno=0)i=ExistD(username);strcpy(ufdi-ufdfilefcounti.fname,fname);ufdi-ufdfilefcounti.fpaddr=fpaddrno;ufdi-ufdfilefcounti.fmode=atoi(fmode);ifopenifcounti.ifopen=0;ifopenifcounti.openmode=4;strcpy(str,c:osfilefilefile);itoa(fpaddrno,str1,10);