完整word版操作系统二级文件管理课程设计.docx

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完整word版操作系统二级文件管理课程设计

操作系统二级文件管理课程设计

课程设计名称：

二级文件管理系统

专业班级：

软件工程计083-1

学生姓名：

李晓斌

学号：

20082553103

指导教师：

任满杰

设计目的：

通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。

设计内容：

为Linux系统设计一个简单二级文件管理系统

一、实验内容描述

1实验目标

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及内部实现.

2实验要求

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可以实现下列命令：

login用户登录

dir列文件目录

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

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.

程序设计

（1）设计思想

本文件系统采用两级目录，其中第一级对应于用户账号，第二级对应于用户账号下的文件。

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理文件与设备文件等特殊内容。

（2）主要数据结构

A磁盘块结构体：

typedefstructdistTable

{

intmaxlength;

intstart;

intuseFlag;

distTable*next;

}diskNode;

diskNode*diskHead;

B文件块结构体：

structfileTable//文件块结构体

{

charfileName[10];

intstrat;//文件在磁盘存储空间的起始地址

intlength;//文件内容长度

intmaxlength;//文件的最大长度

charfileKind[3];//文件的属性——读写方式

structtm*timeinfo;

boolopenFlag;//判断是否有进程打开了该文件

//fileTable*next;

};

C两级目录结构体

typedefstructuser_file_directory//用户文件目录文件UFD

{

//charfileName[10];

fileTable*file;

user_file_directory*next;

}UFD;

//UFD*headFile;

typedefstructmaster_file_directory//主文件目录MFD

{

charuserName[10];

charpassword[10];

UFD*user;

}MFD;

（3）函数如下；

voiduserCreate（）

{

charc;

charuserName[10];

inti;

if（used

{

printf（"请输入用户名：

"）;

for（i=0;c=getch（）;i++）

{

if（c==13）break;

else

userName[i]=c;

printf（"%c",c）;

}

userName[i]='\0';

for（i=0;i

{

if（!

strcmp（userTable[i].userName,userName））

{

printf（"\n"）;

printf（"该用户名已存在,创建用户失败\n"）;

system（"pause"）;

return;

}

}

strcpy（userTable[used].userName,userName）;

printf（"\n"）;

printf（"请输入密码：

"）;

for（i=0;c=getch（）;i++）

{

if（c==13）break;

else

userTable[used].password[i]=c;

printf（"*"）;

}

userTable[userID].password[i]='\0';

printf（"\n"）;

printf（"创建用户成功\n"）;

used++;

system（"pause"）;

}

else

{

printf（"创建用户失败，用户已达到上限\n"）;

system（"pause"）;

}

fflush（stdin）;//清除文件缓冲区

}

intlogin（）

{

charname[10],psw[10];

charc;

inti,times;

printf（"请输入用户名:

"）;

for（i=0;c=getch（）;i++）

{

if（c==13）break;

else

name[i]=c;

printf（"%c",c）;

}

name[i]='\0';

for（i=0;i

{

if（!

strcmp（userTable[i].userName,name））

break;

}

if（i==used）

{

printf（"\n您输入的用户名不存在\n"）;

system（"pause"）;

return-1;

}

for（times=0;times<3;times++）

{

memset（psw,'\0',sizeof（psw））;//将psw数组内的内容设置为空

printf（"\n请输入密码:

"）;

for（i=0;c=getch（）;i++）

{

if（c==13）break;

else

psw[i]=c;

printf（"*"）;

}

printf（"\n"）;

for（i=0;i

{

if（!

strcmp（psw,userTable[i].password））

{

printf（"用户登录成功\n"）;

system（"pause"）;

break;

}

}

if（i==used）

{

printf（"您输入的密码错误，您还有%d次输入机会\n",2-times）;

if（times==2）exit（0）;

}

elsebreak;

}

fflush（stdin）;

returni;

}

intrequestDist（int&startPostion,intmaxLength）

{

intflag=0;//标记是否分配成功

diskNode*p,*q,*temp;

p=diskHead;

while（p）

{

if（p->useFlag==0&&p->maxlength>maxLength）

{

startPostion=p->start;

q=（diskNode*）malloc（sizeof（diskNode））;

q->start=p->start;

q->maxlength=maxLength;

q->useFlag=1;

q->next=NULL;

diskHead->start=p->start+maxLength;

diskHead->maxlength=p->maxlength-maxLength;

flag=1;

temp=p;

if（diskHead->next==NULL）diskHead->next=q;

else

{

while（temp->next）temp=temp->next;

temp->next=q;

}

break;

}

p=p->next;

}

returnflag;

}

voidfileCreate（charfileName[],intlength,charfileKind[]）//创建文件

{

//inti,j;

time_trawtime;

intstartPos;

UFD*fileNode,*p;

for（p=userTable[userID].user->next;p!

=NULL;p=p->next）

{

if（!

strcmp（p->file->fileName,fileName））

{

printf（"文件重名，创建文件失败\n"）;

system（"pause"）;

return;

}

}

if（requestDist（startPos,length））

{

fileNode=（UFD*）malloc（sizeof（UFD））;

fileNode->file=（fileTable*）malloc（sizeof（fileTable））;//这一步必不可少，因为fileNode里面的指针也需要申请地址，否则fileNode->file指向会出错

strcpy（fileNode->file->fileName,fileName）;

strcpy（fileNode->file->fileKind,fileKind）;

fileNode->file->maxlength=length;

fileNode->file->strat=startPos;

fileNode->file->openFlag=false;

time（&rawtime）;

fileNode->file->timeinfo=localtime（&rawtime）;

fileNode->next=NULL;

if（userTable[userID].user->next==NULL）

userTable[userID].user->next=fileNode;

else

{

p=userTable[userID].user->next;

while（p->next）p=p->next;

p->next=fileNode;

}

printf（"创建文件成功\n"）;

system（"pause"）;

}

else

{

printf（"磁盘空间已满或所创建文件超出磁盘空闲容量，磁盘空间分配失败\n"）;

system（"pause"）;

}

}

voidfreeDisk（intstartPostion）

{

diskNode*p;

for（p=diskHead;p!

=NULL;p=p->next）

{

if（p->start==startPostion）

break;

}

p->useFlag=false;

}

voidfileDel（charfileName[]）

{

UFD*p,*q,*temp;

q=userTable[userID].user;

p=q->next;

while（p）

{

if（!

strcmp（p->file->fileName,fileName））break;

else

{

p=p->next;

q=q->next;

}

}

if（p）

{

if（p->file->openFlag!

=true）//先判断是否有进程打开该文件

{

temp=p;

q->next=p->next;

freeDisk（temp->file->strat）;//磁盘空间回收

free（temp）;

printf（"文件删除成功\n"）;

system（"pause"）;

}

else

{

printf（"该文件已被进程打开,删除失败\n"）;

system（"pause"）;

}

}

else

{

printf（"没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"）;

system（"pause"）;

}

}

voidfileCat（charfileName[]）//查看文件内容

{

intstartPos,length;

intk=0;

UFD*p,*q;

q=userTable[userID].user;

for（p=q->next;p!

=NULL;p=p->next）

{

if（!

strcmp（p->file->fileName,fileName））

break;

}

if（p）

{

startPos=p->file->strat;

length=p->file->length;

p->file->openFlag=true;//文件打开标记

printf（"*****************************************************\n"）;

for（inti=startPos;k

{

if（i%50==0）printf（"\n"）;//一行大于50个字符换行

printf（"%c",disk[i]）;

}

printf（"\n\n*****************************************************\n"）;

printf（"%s已被read进程打开,请用close命令将其关闭\n",p->file->fileName）;

system（"pause"）;

}

else

{

printf（"没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"）;

system（"pause"）;

}

}

voidfileWrite（charfileName[]）//写入

{

UFD*p,*q;

q=userTable[userID].user;

inti,k,startPos;

for（p=q->next;p!

=NULL;p=p->next）

{

if（!

strcmp（p->file->fileName,fileName））

break;

}

if（p）

{

if（!

strcmp（p->file->fileKind,"r"））//判断文件类型是否允许写入

{

printf（"该文件是只读文件,写入失败\n"）;

system（"pause"）;

return;

}

charstr[500];

printf（"pleaseinputcontent:

\n"）;

gets（str）;

startPos=p->file->strat;

p->file->openFlag=true;//文件打开标记

p->file->length=strlen（str）;

if（p->file->length>p->file->maxlength）

{

printf（"写入字符串长度大于该文件的总长度,写入失败\n"）;

system（"pause"）;

return;

}

for（i=startPos,k=0;k<（int）strlen（str）;i++,k++）

disk[i]=str[k];

printf（"文件写入成功,请用close命令将该文件关闭\n"）;

system（"pause"）;

}

else

{

printf（"没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"）;

system（"pause"）;

}

}

voidfileDir（charuserName[]）//显示某一用户的所有文件

{

UFD*p;

inti,k;

for（i=0;i

{

if（!

strcmp（userTable[i].userName,userName））

{

k=i;break;

}

}

if（i==MaxUser）

{

printf（"没有找到该用户，请检查输入用户名是否正确\n"）;

system（"pause"）;

return;

}

else

{

p=userTable[k].user->next;

printf（"********************************************************************************\n"）;

printf（"文件名文件长度文件在磁盘的起始地址文件类型创建时间\n"）;

for（;p!

=NULL;p=p->next）

printf（"%s%d%d%s%s",p->file->fileName,

p->file->maxlength,p->file->strat,p->file->fileKind,asctime（p->file->timeinfo））;

printf（"********************************************************************************\n"）;

system（"pause"）;

}

}

voiddiskShow（）//文件在磁盘上的属性

{

diskNode*p;

inti=0,unusedDisk=0;

printf（"***************************************************************************\n"）;

printf（"盘块号起始地址容量（bit）是否已被使用\n"）;

for（p=diskHead;p!

=NULL;p=p->next,i++）

{

if（p->useFlag==false）unusedDisk+=p->maxlength;

printf（"%d%d%d%d\n",i,p->start,p->maxlength,p->useFlag）;

}

printf（"***************************************************************************\n"）;

printf（"磁盘空间总容量：

512*1024bit已使用：

%dbit末使用：

%dbit\n\n",MaxDisk-unusedDisk,

unusedDisk）;

system（"pause"）;

}

voidfileClose（charfileName[]）//文件关闭

{

UFD*p,*q;

q=userTable[userID].user;

for（p=q->next;p!

=NULL;p=p->next）

{

if（!

strcmp（p->file->fileName,fileName））

break;

}

if（p）

{

p->file->openFlag=false;

printf（"%s文件已关闭\n",p->file->fileName）;

system（"pause"）;

}

else

{

printf（"没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确\n"）;

system（"pause"）;

}

}

心得体会

在设计程序之前，我先花费了一天多的时间思考设计该程序的思路，熟悉了一下学过的课本，把以前忘了的东西又熟悉了一下，然后就通过操作系统要求开始设计程序了，我采用了一个模块一测试，成功之后在写另一个模块，刚开始创建文件，显示你创建成功了，可是却在指定路径中没有该文件，只有一个二级文件目录，经过我认真的查看，发现我用的函数是创建目录的，而非创建文件。

随后我就选择了给他指定一个二级文件目录，在该目录中创建文件，终于测试成功了，接着我有创建了删除文件函数，打开文件函数，关闭文件函数，如文件函数，写文件函数，虽然也遇到了好多问题，我通过测试，查资料，细心的修改和调试后，最后还是一个模块一个模块的成功完成了，但是没法实现读写保护，而且整体测试时也出现了一些逻辑问题，例如：

对于创建的只读文件，只写文件，可读可写文件均可以进行读写，这不符合逻辑，经过我的认真思考后，我把程序修改了一下，实现了在读，写文件前，先打开文件，而且对于只读文件，只能读取，不能写入，对于只写文件，只能写入不能读取，对于可读可写文件，既可以读取，又可以写入等功能。

对于读写保护，我试着用打开文件来控制，当读文件时，可以显示打开的文件列表，该文件列表中只有只读文件和可读可写文件，当你从只写文件读取时，提示你这是只写文件，不能读取。

同理，在写文件时，显示的打开的文件列表中只有只写文件和可读可写文件，当你对只读文件写入内容时，提示你这是只读文件，不能写入。

这样实现了文件的读写保护。

虽然本次课程设计的所做的程序规模不是很大，但在编程中我也充分体味到作为一名程序员，要有严密的逻辑思维能力的重要性，充分学好一些逻辑学科的重要性；一个没有逻辑的程序，就不能完美地实现所要完成的功能，因此，以后学习中一定会注重培养自己的逻辑思维能力，为自己成为一个高级软件工程师做好铺垫。

通过这一个星期的课程设计，加深了对于操作系统这门课程的兴趣以及深入理解，培养了耐心、认真、永不放弃等优良品质。

通过这次课程设计使我相信只要做，就能做到，增强了我的自信心。

当然我也深深地感到了自己对某些知识的认识不足与缺陷，今后我将通过多看书及多编程序等实际手段入手，希望自己的编程能力能得到一定的提高。