操作系统课程设计文件系统.docx
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操作系统课程设计文件系统
模拟一个简单二级文件管理系统
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：
模拟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DOS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.
二、程序主要内容
1设计思路
程序中要求每个用户在登陆后才可对其拥有的文件进行操作，用户对于其他用户的文件无操作权.文件操作包括浏览、创建、删除、打开、关闭、阅读、写入、修改模式.其他操作包括新建用户、帮助、用户登入、用户登出、退出系统.
在程序文件夹下有个名为“file”的系统根目录，此目录下包括：
一个名为“mfd”的文件，记录所有注册过的帐号及密码；用户文件，以用户名作为文件名，内容为其拥有的文件名及属性；一个名为“keiji”的文件夹.“keiji”文件夹中包括：
“file.p”指针文件，记录所有已用的物理地址；一些以物理地址为名的文件，内容为文件内容.
2数据结构
file结构体系统文件数据结构：
fpaddrint，文件的物理地址、flengthint，文件长度、fmodeint，文件模式0.只读；1.可写；2.可读写；3.保护、fname[]char，文件名；
filemode结构体文件状态数据结构：
isopenint，文件当前状态，0.关闭；1.打开、modeint，文件模式0.只读；1.可写；2.可读写；3.初始化；
user结构体用户信息数据结构：
uname[]char，用户名、upassword[]char，用户密码；
userfile结构体用户文件数据结构：
uname[]char，用户名、ufile[]file，用户拥有的文件数组.
代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMaxUser100//定义最大MDF主目录文件
#defineMaxDisk512*1024//模拟最大磁盘空间
#definecommandAmount12//对文件操作的指令数
//存储空间管理有关结构体和变量
chardisk[MaxDisk];//模拟512K的磁盘存储空间
typedefstructdistTable//磁盘块结构体
{
intmaxlength;
intstart;
intuseFlag;
distTable*next;
}diskNode;
diskNode*diskHead;
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;
};
//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;
MFDuserTable[MaxUser];
intused=0;//定义MFD目录中用已有的用户数
//文件管理
voidfileCreate（charfileName[],intlength,charfileKind[]）;//创建文件
voidfileWrite（charfileName[]）;//写文件
voidfileCat（charfileName[]）;//读文件
voidfileRen（charfileName[],charrename[]）;//重命名文件
voidfileFine（charfileName[]）;//查询文件
voidfileDir（charUserName[]）;//显示某一用户的所有文件
voidfileClose（charfileName[]）;//关闭已打开的文件
voidfileDel（charfileName[]）;//删除文件
voidchmod（charfileName[],charkind[]）;//修改文件的读写方式
intrequestDist（int&startPostion,intmaxLength）;//磁盘分配查询
voidinitDisk（）;//初始化磁盘
voidfreeDisk（intstartPostion）;//磁盘空间释放
voiddiskShow（）;//显示磁盘使用情况
//用户管理
voiduserCreate（）;
intlogin（）;
intuserID=-1;//用户登录的ID号，值为-1时表示没有用户登录
intmain（）
{
charorder[commandAmount][10];
strcpy（order[0],"create"）;
strcpy（order[1],"rm"）;
strcpy（order[2],"cat"）;
strcpy（order[3],"write"）;
strcpy（order[4],"fine"）;
strcpy（order[5],"chmod"）;
strcpy（order[6],"ren"）;
strcpy（order[7],"dir"）;
strcpy（order[8],"close"）;
printf（"————————————————————————————————————————\n"）;
printf（"pleaseimputyourcommand:
>"）;
gets（command）;
intselect;
for（i=0;command[i]!
=''&&command[i]!
='\0';i++）//command_str1字符串存储命令的操作类型
command_str1[i]=command[i];
k=i;
command_str1[k]='\0';
for（i=0;i{
if（!
strcmp（command_str1,order[i]））
{
select=i;
break;
}
}
if（i==commandAmount）
{
printf（"您输入的命令有误，请重新输入\n"）;
continue;
}
for（i=k+1,k=0;command[i]!
=''&&command[i]!
='\0';i++,k++）//commmand_str2字符串存储文件名或用户名
command_str2[k]=command[i];
command_str2[k]='\0';
k=i;
switch（select）
{
case0:
for（i=k+1,k=0;command[i]!
='';i++,k++）
command_str3[k]=command[i];
command_str3[k]='\0';
k=i;
j=1;
length=0;//初始化文件长度
for（i=strlen（command_str3）-1;i>=0;i--）//把字符串转换为十进制
{
length+=（command_str3[i]-48）*j;
j*=10;
}
for（i=k+1,k=0;command[i]!
=''&&command[i]!
='\0';i++,k++）
command_str4[k]=command[i];
command_str4[k]='\0';
fileCreate（command_str2,length,command_str4）;break;
case1:
fileDel（command_str2）;break;
case2:
fileCat（command_str2）;break;
case3:
fileWrite（command_str2）;break;
case4:
fileFine（command_str2）;break;
case5:
for（i=k+1,k=0;command[i]!
=''&&command[i]!
='\0';i++,k++）
command_str3[k]=command[i];
command_str3[k]='\0';
chmod（command_str2,command_str3）;break;
case6:
for（i=k+1,k=0;command[i]!
='\0';i++,k++）
command_str3[k]=command[i];
command_str3[k]='\0';
fileRen（command_str2,command_str3）;break;
case7:
fileDir（command_str2）;break;
case8:
fileClose（command_str2）;break;
case9:
UFD*p;
for（p=userTable[userID].user->next;p!
=NULL;p=p->next）//退出用户之前关闭所有打的文件
if（p->file->openFlag）
p->file->openFlag=false;
system（"cls"）;
userID=-1;break;
case10:
exit（0）;break;
case11:
diskShow（）;break;
}
}
}
return0;
}
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）;
}
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））;
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;
}
voidinitDisk（）
{
diskHead=（diskNode*）malloc（sizeof（diskNode））;
diskHead->maxlength=MaxDisk;
diskHead->useFlag=0;
diskHead->start=0;
diskHead->next=NULL;
}
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[]）
{
//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[]）
{
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"
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