模拟UNIX文件系统.docx
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模拟UNIX文件系统
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实践教学
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兰州理工大学
计算机与通信学院
2013年秋季学期
操作系统原理课程设计
题目：
模拟UNIX文件系统
专业班级：
计算机科学与技术基地班
姓名：
关世伟
学号：
11250307
指导教师：
王旭阳
成绩：
目录
摘要2
正文3
1、问题描述3
2、算法思想3
3、各模块伪码算法4
4、函数调用关系图17
5、测试....................................................................................18
设计总结24
参考文献25
致 谢26
附录源程序27
摘要
本设计主要是针对模拟UNIX文件管理所做的，按照任务书的说明，在对针对UNIX文件系统设计中主要是通过C++对其功能进行描述，首先是对多用户的描述，对其用数组进行描述，在对其后的单用户登录login通过函数进行描述，这样提高了文件和数据的安全性可靠性，当输入的和用户名以及密码一致时进入系统进行操作，还有就是对文件的创建，打开，写，读，文件的删除，关闭，以及建立目录，改变当前目录，都是通过功能函数在其中实现其功能。
关键词：
多用户登录，文件的访问权限，目录设计，UNIX文件系统
正文
1.问题描述
该设计是针对UNIX系统所做的文件系统，其关键在于模拟，模拟文件操作的一些性质，及其应用。
利用WindowsSDK（SystemDevelopmentKit）提供的API（应用程序接口）编写程序实现文件系统的基本功能：
多用户：
usr1,usr2,usr3,……,
usr8（1-8个用户）、多级目录：
可有多级子目录、具有login（用户登录）、系统初始化（建文件卷、提供登录模块）、文件的创建：
create、文件的打开：
open、文件的读：
read、文件的写：
write、文件关闭：
close、删除文件：
delete、创建目录（建立子目录）：
mkdir、改变当前目录：
cd、列出文件目录：
dir、退出：
logout。
首先系统要完成初始化的任务，建立起整个系统，等待用户登录使用文件系统，用户登录模块，对用户的用户名和密码进行验证（允许用户用限次的尝试），如果用户登录成功，显示“本文件系统文件目录”，其中有八个用户，从user1到user8。
我们可根据自己的需要选择用户。
选择以后，显示对每个文件的操作，其中有打开，读，写，关闭，删除，新建，注销用户，退出系统等目录显示。
可根据我们的具体需要选择我们所要的功能。
2.算法思想
模拟UNIX的文件系统的算法采用C++编写，其用两个结构体去表示多用户以及单用户的多文件的系统管理，然后对于文件的创建，打开，关闭，删除，创建子目录，改变当前目录等创建功能函数，最后在主函数里面再对磁盘进行初始化，开始运行程序功能，并采取UNIX的文件系统方法对其进行文件操作
3.各模块伪码算法
3.1创建结构体表示多用户以及单用户的多个文件
structFiles
{
stringfilename;////文件名
intf_Owner;////所有者（0~7）
stringr_time;////文件最后修改时间
intf_size;////文件大小
stringcont;////文件内容
Files*next;////指向下一个文件的指针
};
structFolder
{
intOwner;////所有者（0~7）
stringfoldername;////文件夹名字
stringm_time;////文件夹创建时间
Folder*folders;////存放文件夹指针
Files*file;////存放文件指针
Folder*fparent;////指向路径父节点的指针
Folder*next;////指向同一层下一文件夹的指针
};
3.2时间函数用于表示文件的创建时间
char*Time（）
{
time_ttm;
tm=time（0）;
char*t;
t=ctime（&tm）;
returnt;
}
3.3创建目录
voidMkdir（Folder*&Target,string&Name,intUnum）
{
Folder*pd=Target->folders;
while（pd!
=NULL）
{
if（pd->foldername==Name）
{
cout<<"子目录"<"<return;
}
pd=pd->next;
}
Folder*md=newFolder;
md->file=NULL;
md->m_time=Time（）;
md->foldername=Name;
md->folders=NULL;
md->fparent=Target;
md->next=NULL;
md->Owner=Unum;
if（Target->folders==NULL）
{
Target->folders=md;
}
else
{
pd=Target->folders;
while（pd->next!
=NULL）
{
pd=pd->next;
}
pd->next=md;
}
md=NULL;
return;
}
3.4改变当前目录
voidCd（Folder*list,Folder*&Target,string&Name,string&path）
{
if（Name=="C"||Name=="D"||Name=="E"||Name=="c"||Name=="d"||Name=="e"）
{
if（Name=="C"||Name=="c"）
{
Target=list;
path="C:
\\>";
return;
}
if（Name=="D"||Name=="d"）
{
Target=list->next;
path="D:
\\>";
return;
}
if（Name=="E"||Name=="e"）
{
Target=list->next->next;
path="E:
\\>";
return;
}
}
if（".."==Name）
{
if（Target->fparent==NULL）
{
cout<<"此目录已经为根目录!
"<return;
}
else
{
intn=Target->foldername.size（）+2;
path=path.substr（0,path.size（）-n）;
path+=">";
Target=Target->fparent;
return;
}
}
else
{
Folder*pcd=Target->folders;
if（pcd==NULL）
{
cout<<"系统找不到指定的路径"<return;
}
do
{
if（pcd->foldername==Name）
{
Target=pcd;
intn=path.find（">"）;
stringpname=Name+"\\";
path.insert（n,pname）;
return;
}
else
{
pcd=pcd->next;
}
}while（pcd!
=NULL）;
cout<<"系统找不到指定的路径"<}
return;
}
voidDir（Folder*&Target）//列出文件目录
{
if（（Target->folders==NULL）&&（Target->file==NULL））
{
cout<<"文件夹为空"<return;
}
else
{
Folder*pdir=NULL;
Files*pfdir=NULL;
if（Target->folders!
=NULL）
{
pdir=Target->folders;
do
{
for（inti=0;i<（pdir->m_time.size（）-1）;i++）
{
cout<m_time[i];
}
cout<<""<<"
"<<'\t'<<"User"<Owner<<'\t'<foldername<pdir=pdir->next;
}while（pdir!
=NULL）;
cout<}
if（NULL!
=Target->file）
{
pfdir=Target->file;
do
{
for（intf=0;f<（pfdir->r_time.size（）-1）;f++）
{
cout<r_time[f];
}
cout<<""<<""<<'\t'<<"User"<f_Owner<<'\t'<filename<<'\t'<<'\t'<<"size:
"<f_size<pfdir=pfdir->next;
}while（pfdir!
=NULL）;
}
}
return;
}
3.5文件的创建
voidCreate（Folder*&Target,string&Name,intUnum）
{
Files*fp=Target->file;
Files*pdfp=NULL;
while（fp!
=NULL）
{
if（fp->filename==Name）
{
cout<<"文件"<"<return;
}
pdfp=fp;
fp=fp->next;
}
Files*cf=newFiles;
cf->f_Owner=Unum;
cf->f_size=cf->cont.size（）;
cf->filename=Name;
cf->next=NULL;
cf->r_time=Time（）;
if（Target->file==fp）
{
Target->file=cf;
}
else
{
pdfp->next=cf;
}
return;
}
Files*Open（Folder*&Target,string&Name）/*文件的打开*/
{
Files*fp=Target->file;
BOOLstate=FALSE;
while（fp!
=NULL）
{
if（fp->filename==Name）
{
state=TRUE;
break;
}
fp=fp->next;
}
if（state==FALSE）
{
cout<<"没有找到路径文件"<"<}
returnfp;
}
voidRead（Folder*&Target,string&Name）/*文件的读*/
{
Files*pr=Open（Target,Name）;
if（pr!
=NULL）
{
if（（pr->cont.size（））==0）
{
cout<<"文件内容为空!
"<return;
}
else
{
for（intn=0;n<=pr->cont.size（）;n++）
{
cout<cont[n];
Sleep（50）;
}
cout<cout<}
}
else
{
cout<<'\a'<<"非法操作!
"<}
}
voidWrite（Folder*&Target,string&Name,intUnum）/*文件的写*/
{
Files*pw=Open（Target,Name）;
if（pw!
=NULL）
{
if（pw->f_Owner==Unum）
{
cout<<"输入文本，请以\"%\"结束输入!
"<getline（cin,pw->cont,'%'）;
pw->r_time=Time（）;
pw->f_size=pw->cont.size（）;
}
else
{
cout<<"警告:
用户没有权限执行当前操作!
"<return;
}
}
else
{
cout<<'\a'<<"非法操作!
"<}
return;
}
3.6文件关闭
voidClose（Folder*&Target,string&Name）
{
cout<<"关闭文件"<"<return;
}
3.7文件的删除
voidDelete（Folder*&Target,string&Name,intUnum）/*删除文件*/
{
Files*pfd=NULL;
Files*pre=NULL;
boolf_state=false;
if（Target->file==NULL）
{
cout<<"找不到所要删除的目录!
"<return;
}
else
{
pfd=Target->file;
pre=Target->file;
do
{
if（pfd->filename==Name）
{
f_state=true;
break;
}
pre=pfd;
pfd=pfd->next;
}while（pfd!
=NULL）;
}
if（f_state）
{
if（pfd->f_Owner==Unum）
{
charok;
cout<<"删除"<filename<<","<<"是否确认?
";
cin>>ok;
if（ok=='Y'||ok=='y'）
{
if（Target->file==pre）
{
Target->file=pfd->next;
deletepfd;
pfd=NULL;
return;
}
else
{
if（pfd->next!
=NULL）
{
pre->next=pfd->next;
deletepfd;
pfd=NULL;
}
if（pfd==NULL）
{
pre->next=NULL;
}
}
}
}
else
{
cout<<"警告:
用户没有权限执行当前操作!
"<return;
}
}
else
{
cout<<"找不到所要删除的文件!
"<}
return;
}
3.8休眠函数
voidchange（）
{
for（inta=0;a<4;a++）
{
Sleep（500）;
cout<<'.';
}
}
3.9退出函数
voidlogout（）/*退出*/
{
cout<cout<change（）;
system（"cls"）;
}
4.函数调用关系图
4.1用户选择函数如图所示
4.2程序执行基本流程
5.测试
5.1欢迎界面
5.2用户选择界面
5.3用户登录界面
5.4帮助界面
5.5创建目录
5.6创建并显示文件
5.7创建另一个目录并创建文件
5.8写文件
5.9读文件
5.10显示当前目录和文件
5.11在当前目录下创建新目录并创建文件进行读写操作
5.12错误操作
5.13显示子目录下的文件
5.14退出当前操作
设计总结
本次的操作系统课程设计是对自己的一个提高，自己分配的题目是模拟UNIX文件系统，刚开始自己对这个茫然无知，但是自己经过去图书馆查询资料借书自己看，慢慢的对UNIX系统有了初步的了解，同时对自己的课设任务也有了一定的认识，慢慢的觉得自己也可以做这个了。
本学期的操作系统让我对计算机的软件基础有了初步的认识，模拟UNIX文件系统也是基于操作系统的所做的一个方面的事情，要求是对于多用户进行的文件管理，对于文件要进行一般的操作比如创建，打开，读写操作，以及目录的建立和改变当前目录，通过对UNIX系统的了解，我选择了C++来设计改程序，在编写源代码的过程中，自己过对于目录的创建，还有对当前目录的修改方面还是很是不理解，但是经过自己在网上查询资料，再看别人写的源程序关于这两个方面的描述，自己在一段时间内将源程序写出，并经过修改终于实现了所要求的功能，而后自己参考别人的源代码，将自己的程序设计的更加合理化，加上时间方面的处理，使之在文件创建的时候记录创建时间，并在最后查看的时候显示时间，并且对于开始界面和结束界面也做了一定的处理。
经过本次的课程设计，自己对于操作系统中的文件管理方面的认识更加的深刻，尤其是在对文件的处理方面自己做的更是得心应手了，而且自己查了很多的资料，完善了自己在这方面的不足，增强了自主学习的能力，我相信，下次自己能做的更好！
参考文献
1.汤子瀛，哲凤屏.《计算机操作系统》.西安电子科技大学学出版社.
2.王清，李光明.《计算机操作系统》.冶金工业出版社.
3.孙钟秀等.操作系统教程.高等教育出版社
4.曾明. Linux操作系统应用教程.陕西科学技术出版社.
5.张丽芬，刘利雄.《操作系统实验教程》.清华大学出版社.
6.孟静， 操作系统教程－－原理和实例分析.高等教育出版社
7.周长林，计算机操作系统教程.高等教育出版社
8.张尧学，计算机操作系统教程，清华大学出版社
致谢
本次的课程设计过程中，自己存在很多的问题在自身的努力下并没有得到很好地解决，多亏了周围同学们对自己的帮助，以及老师对自己的指点，才能使自己在很短的时间内完成自己的任务，在此深深地感谢他们，你们辛苦了！
附录源程序：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineFOLDER
usingnamespacestd;
structFiles
{
stringfilename;////文件名
intf_Owner;////所有者（0~7）
stringr_time;////文件最后修改时间
intf_size;////文件大小
stringcont;////文件内容
Files*next;////指向下一个文件的指针
};
structFolder
{
intOwner;////所有者（0~7）
stringfoldername;////文件夹名字
stringm_time;////文件夹创建时间
Folder*folders;////存放文件夹指针
Files*file;////存放文件指针
Folder*fparent;////指向路径父节点的指针
Folder*next;////指向同一层下一文件夹的指针
};
//多用户:
usr1,usr2,usr3,……,usr8（1-8个用户）、多级目录：
可有多级子目录、具有login（用户登录）、
//系统初始化（建文件卷、提供登录模块）、文件的创建：
create、文件的打开：
open、文件的读：
read、文件的写：
write、
//文件关闭：
close、删除文件：
delete、创建目录（建立子目录）：
mkdir、改变当前目录：
cd、列出文件目录：
dir、退出：
logout。
stringUserName[8]={"billjames","user1","user2","user3","user4","user5","user6","user7"};
stringPassWord[8]={"12345","12345","12345","12345","12345","12345","12345","12345"};
stringconstMethods[11]={"create","open","read","write","close","fdelete","mkdir","cd","dir","help","logout"};
char*Time（）
{
time_ttm;
tm=time（0）;
char*t;
t=ctime（&tm）;
returnt;
}
voidMkdir（Folder*
升级会员 