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操作系統課程設計報告 專 業(yè)：軟件工程 學 號： 姓 名：馬 提交日期：2017/1/10 【設計目的】 1、 通過一個簡單多用戶文件系統的設計，加深理解文件系統的內部功能和內部實現 2、 結合數據結構、程序設計、計算機原理等課程的知識，設計一個二級文件系統，進一步理解操作系統 3、通過對實際問題的分析、設計、編程實現，提高學生實際應用、編程的能力 【設計內容】 為Linux系統設計一個簡單的二級文件系統。要求做到以下幾點： 1.可以實現下列幾條命令： login 用戶登錄 dir 列目錄 create 創(chuàng)建文件 delete 刪除文件 open 打開文件 close 關閉文件 read 讀文件 write 寫文件 cd 進出目錄 2．列目錄時要列出文件名，物理地址，保護碼和文件長度 3．源文件可以進行讀寫保護 【實驗環(huán)境】 C++ DevCpp 【設計思路】 本文件系統采用兩級目錄，其中第一級對應于用戶賬號，第二級對應于用戶帳號下的文件。另外，為了簡便文件系統未考慮文件共享，文件系統安全以及管道文件與設備文件等特殊內容。 首先應確定文件系統的數據結構：主目錄、子目錄及活動文件等。主目錄和子目錄都以文件的形式存放于磁盤，這樣便于查找和修改。用戶創(chuàng)建的文件，可以編號存儲于磁盤上。如：file0,file1,file2…并以編號作為物理地址，在目錄中進行登記。 結構體： typedef struct /*the structure of OSFILE*/ { int fpaddr; /*file physical address*/ int flength; /*file length*/ int fmode; /*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write; 3-Protect;*/ char fname[MAXNAME]; /*file name*/ } OSFILE; //存放重要信息 typedef struct /*the structure of OSUFD*/ { char ufdname[MAXNAME]; /*ufd name*/ OSFILE ufdfile[MAXCHILD]; /*ufd own file*/ }OSUFD; //用戶下面的文件 typedef struct /*the structure of OSUFDLOGIN*/ { char ufdname[MAXNAME]; /*ufd name*/ char ufdpword[8]; /*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; 主要的函數說明： void LoginF(); /*LOGIN FileSystem用戶登錄*/ void DirF(); /*Dir FileSystem列目錄*/ void CdF(); /*Change Dir改變目錄*/ void CreateF(); /*Create File創(chuàng)建文件*/ void DeleteF(); /*Delete File刪除文件*/ void ModifyFM(); /*Modify FileMode修改*/ void OpenF(); /*Open File打開文件*/ void CloseF(); /*Close File關閉文件*/ void ReadF(); /*Read File讀文件*/ void WriteF(); /*Write File寫文件*/ void QuitF(); /*Quit FileSystem離開文件系統*/ void help(); 其他重要函數： void clrscr() //清屏 int ExistD(char *dirname) /*Whether DirName Exist,Exist-i,Not Exist-0*/ int ExistF(char *filename) /*Whether FileName Exist,Exist-i,Not Exist-0*/ int FindPANo() /*find out physical address num*/ void SetPANo(int RorW) /*Set physical address num,0-read,1-write*/ void InputPW(char *password) /*input password,use * replace*/ char *ltrim(char *str) /*remove the heading blanks.去除左空白*/ char *rtrim(char *str) /*remove the trailing blanks.去除右空白*/ int WriteF1() /*write file相當于置換文件*/ 程序流程說明： 整體流程： 開始 Login（Name/Pw/Cpw） 創(chuàng) 建 文件 打開文件 刪除文件 寫 文件 更改目錄 修改文件屬性 讀文件 關閉文件 退出系統 清屏 添加 覆蓋 結束 各部分功能流程： Open： N N Y Delete： 開始 Delete 主目錄是否為空？ Y 確認刪除文件在用戶目錄下！ N 用戶是否在用戶目錄下? N 只能修改用戶目錄下的文件！ Y 接收刪除文件名 獲取文件 文件被打開或被保護？ Y 打開或被保護狀態(tài)不可刪除 N 獲取物理塊號 文件向前移動 刪除文件，文件數減一 刪除文件成功！ 結束 Write： 開始 Write 用戶是否在目錄下？ N 文件不存在！ Y 獲取文件 確認該文件被打開 文件權限為只寫或讀寫 N 文件為只讀和保護，不允許寫！ Y 獲取路徑 0—追加，1—覆蓋? 1 覆蓋 0 追加 文件寫入成功！ 結束 Close： 開始 Close N 用戶是否在目錄下？ 請確認要關閉的文件是在用戶目錄下！ Y 羅列已經打開的文件 獲取文件名 獲取物理地址 文件是否處于關閉狀態(tài)？ Y 該文件已被關閉 N 關閉文件 文件成功關閉 結束 【源程序清單】 Open： void OpenF() /*Open File*/ { printf("\n\nC:\\%s>",strupr(dirname)); //顯示當前路徑 int fcoun, i; //定義兩個整形變量 char fname[MAXNAME], fmode[25]; //定義兩個字符串變量 int fmod; //文件模式 printf("\nPlease input FileName:"); gets(fname); //接收打開文件的文件名 ltrim(rtrim(fname)); //去除左右空白 if(ExistF(fname)<0) //判斷文件是否存在 { //不存在 printf("\nError.文件名 \%s\不存在\n", fname); wgetchar=1; } else { //存在 i=ExistD(username); //獲取用戶物理信息 for(int a=0; a < fcount[i]; a++) //遍歷用戶文件 { if(strcmp(fname, ufd[i]->ufdfile[a].fname)==0) //找到文件 { fcoun=a; break; } } ifopen[i][fcoun].ifopen=1; //將文件狀態(tài)置為打開狀態(tài) printf("Please input OpenMode(0-Read Only, 1-Write Only, 2-Read and Write, 3-Protect):"); //打開文件模式 gets(fmode); //獲取模式 fmod=atoi(fmode); //將字符串轉換為整型 ifopen[i][fcoun].openmode=fmod; //將文件的模式置為OpenMode printf("\nOpen Successed"); wgetchar=1; } } Delete： void DeleteF() /*Delete File*/ { printf("\n\nC:\\%s>",strupr(dirname)); //顯示路徑 char fname[MAXNAME], str[50], str1[50]; //定義三個字符串變量 int i, k, j; int fpaddrno1; //記錄文件物理地址塊號 if(strcmp(strupr(ltrim(rtrim(dirname))), "")==0){ //判斷主目錄是否為空 printf("\nError.請確認您要刪除的是否在用戶目錄下！\n"); wgetchar=1; } if(strcmp(strupr(dirname), strupr(username))!=0){ //判斷用戶是否在用戶目錄下 printf("\nError.您只能刪除修改自己用戶目錄下的文件哦！\n"); wgetchar=1; } else { printf("\nPlease input FileName:"); gets(fname); //接收刪除的文件名 ltrim(rtrim(fname)); //去除文件名的左右空白 i=ExistF(fname); //用戶文件位置 if(i>=0){ k=ExistD(username); //獲取用戶所在存儲位置 if(ifopen[k][i].ifopen==1){ //文件狀態(tài)處于打開狀態(tài)，不許刪除 printf("\n Error.\%s\ 處于打開狀態(tài)！請先關閉喲！\n", fname); wgetchar=1; } else { if(ufd[k]->ufdfile[i].fmode==3){ //保護文件，不可刪除 printf("\nError.\%s\處于被保護狀態(tài)！請先關閉喲！\n", fname); wgetchar=1; } else { fpaddrno1=ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr; //獲取文件的物理地址塊號 fpaddrno[fpaddrno1]=0; //回收物理地址塊號 for(j=i; jufdfile[j]=ufd[k]->ufdfile[j+1]; //將j+1位置為j } strcpy(str , "c:\\osfile\\file\\"); itoa(fpaddrno1, str1, 10); //將整數轉化為字符串 strcat(str, str1); strcat(str, ".txt"); //連接 remove(str); //刪除物理文件 fcount[k--]; //文件個數減一 printf("\n\%s\is deleted successfully.\n", fname); wgetchar=1; } } } else { printf("\nError.\%s\文件不存在！\n", fname); //文件不存在 wgetchar=1; } } } Write： void WriteF() /*Write File*/ { printf("\n\nC:\\%s>",strupr(dirname)); //顯示用戶路徑 int i, k, m=0; //定義整形變量 int length; //定義長度整形變量 char fname[MAXNAME]; //定義文件名字符串 char str[255], str1[255]; //定義兩個字符串變量 if(strcmp(strupr(dirname), strupr(username))!=0) { //判斷用戶是否在用戶目錄下 printf("\nError！請確認您要寫的在用戶目錄下！\n"); wgetchar=1; return; } printf("\n請先打開文件！\n"); printf("Opened File(s) List:\n"); k=ExistD(dirname); //獲取用戶文件信息 for(i=0; iufdfile[i].fname); m++; } if(m%4 == 0 && m!=0) //每創(chuàng)建4個文件換一行 printf("\n"); } printf("\n%d 文件已經打開啦！\n", m); if(m == 0) wgetchar=1; if(m!=0) //創(chuàng)建文件 { printf("\nPlease input FileName:"); gets(fname); //接收文件名 ltrim(rtrim(fname)); //去除左右空白 i=ExistF(fname); //獲取文件物理地址 if(i>=0) { //文件存在 if(ifopen[k][i].ifopen==1) { //文件處于打開狀態(tài) if(ifopen[k][i].openmode==1 || ifopen[k][i].openmode==2) { //文件權限是只寫或讀寫 itoa(ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr, str, 10); //獲取文件路徑 strcpy(str1, "file"); strcat(str1, str); strcpy(str, "c:\\osfile\\file\\"); strcat(str, str1); strcat(str, ".txt"); //文件路徑 char str2[3]; int choice=3; strcpy(str2,"ab"); printf("You can choise [0-Covered W] [1-Additonal W]:"); //選擇追加還是覆蓋 scanf(" %d", &choice); if(choice == 0) //0-覆蓋 strcpy(str2, "wb"); fp_file=fopen(str, str2); //打開文件 length=WriteF1(); ufd[k]->ufdfile[i].flength=ufd[k]->ufdfile[i].flength+length; //修改文件長度 if(choice == 0) ufd[k]->ufdfile[i].flength=length; printf("\n\nYou have write file successfully!!!"); fclose(fp_file); //關閉文件 wgetchar=0; } else if(ifopen[k][i].openmode==0) { //文件處于只讀狀態(tài)，不允許寫 printf("\nError.\%s\ 文件以只讀狀態(tài)打開，不允許寫！\n", fname); wgetchar=1; } else { printf("\nError.\%s\ 文件處于關閉狀態(tài)，請先打開！\n", fname); wgetchar=1; } } } else { printf("\nError.\%s\ 文件不存在！\n", fname); //文件不存在 wgetchar=1; } } } Close： void CloseF() /*Close File*/ { printf("\n\nC:\\%s>",strupr(dirname)); //顯示路徑 char fname[MAXNAME]; //定義字符串變量 int i, k, n=0; if(strcmp(strupr(dirname), strupr(username))!=0) //關閉用戶文件需在用戶目錄下 { printf("\nError！請確認您要關閉的是在用戶目錄下！\n"); } else { printf("\n\nOpened File(s) List:\n"); //羅列已處于打開的文件 k=ExistD(dirname); for(i=0;iufdfile[i].fname); n++; } if((n%4==0)&&(n!=0)) printf("\n"); } printf("\n%d 文件已被打開！\n",n); if (n==0) wgetchar=1; printf("\nPlease input FileName:"); gets(fname); //接收關閉文件的文件名 ltrim(rtrim(fname)); //除去首尾空格 i=ExistF(fname); //獲取文件物理地址 if(i >= 0) { k=ExistD(username); //獲取用戶文件信息 if(ifopen[k][i].ifopen==0) //文件處于關閉狀態(tài) { printf("\nError！\%s\文件已經被關閉！\n", fname); } else { //將文件關閉 ifopen[k][i].ifopen=0; ifopen[k][i].openmode=4; printf("\%s\ has been closed successfully!", fname); } } else { printf("\nError.\%s\文件不存在\n", fname); } } } 【測試結果】 （此部分請同學們自己動手操作） Login： Help： Create： Open： Read： Write： 1—additional 添加后變?yōu)椋? 0—covered 覆蓋后變?yōu)椋? Close： Attrib： Delete： Dir： Cls：（清屏） Exit： 【設計總結】 首先通過這次的操作系統課程設計，讓我認識到了實際的編程操作并不難，難的是對過程的設計，功能的定義以及最后的程序流程圖的設計。 其次說一下我的認識，這次的課程設計使我對一些東西有了更加深刻的認知和了解，更重要的是鞏固了新學的知識，以及對舊的知識進行了復習與了解，對一些細節(jié)方面的東西也有了更深刻的理解，所以這一次實踐的機會，讓我體會到了自己的不足之處，在以后的學習過程中，會加倍的認真努力。讓我對文件的操作更加熟練了，并且對Linux有了初步的了解。 其實這次課程設計，不能說很困難：老師已經把大體的架構給我們了，我們需要添加的僅是四個功能的設計（open、write、delete、close）但是它又不是很容易，我們需要把整個的程序弄清，各個變量以及語句都要明白記住，這會關聯到我們所定義的四個功能。 總算是把這次的課程設計搞定了，最讓我開心的是課設完成之后看著自己的作品。程序完整運行成功的那一瞬間最令我激動。 總之，這次的課設使我重新認識了不少，以后我會更加努力！ 【參考文獻】 計算機操作系統教程(第三版). 張堯學 史美林 張高 計算機操作系統,西安電子科技大學出版社，方敏主編,2004.8