操作系统命令接口设计课程设计说明书.docx
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佛山科学技术学院课程设计用纸
课程设计说明书
设计名称:
操作系统课程设计
题目:
操作系统命令接口设计
学生姓名:
专业:
班级:
学号:
指导教师:
日期:
2016年6月28日
课程设计任务书
网络工程专业年级班
一、设计题目
操作系统命令接口设计
二、主要内容
利用C语言、DOS中断中21H与屏幕显示相关的中断调用完成设计,具体包括:
1、命令解释器
2、列目录命令
3、显示时间命令
4、显示日期命令
5、回显字符串命令
6、创建目录命令
7、删除目录命令
8、更改路径命令
9、显示当前工作目录命令
10、删除文件命令
11、打印文本命令
12、文件重新命名
13、显示文本命令
14、显示版本命令
15、显示目录结构命令
16、清除当前显示内容命令
上述内容中,所有命令通过命令解释器能够执行,即启动命令解释器以后,输入相应命令,按照输入指令执行相应功能,并在屏幕上显示相应结果。
三、具体要求
本设计的目的是通过设计一些简单的操作系统的命令接口,使学生掌握操作系统接口的设计方法。
要求学生在熟悉操作系统的命令接口及程序接口的基础上,利用C语言设计简单的命令接口。
命令接口基于DOS的命令行接口。
四、进度安排
依照教学计划,课程设计时间为:
2周。
1.要求讲解、资料查找、系统分析,概要设计(2天)
2.系统详细设计、功能设计(2天)
3.算法实现、编程调试(5天)
4.功能演示、资料整理、课程设计说明书编写。
(1天)
五、完成后应上交的材料
课程设计说明书纸质文档
六、总评成绩
指导教师 签名日期 年 月 日
系主任 审核日期 年 月 日
2
目 录
一、程序概述 1
1.1完成的任务 1
1.2解决的问题 1
二、概念原理 1
2.1基本概念 1
2.2基本原理 1
三、总体设计 2
四、详细设计 3
4.1主要调用DOS的功能号 3
4.2主要函数 3
五、完成情况 3
六、使用说明 3
七、设计总结 4
7.1系统特色 4
7.2实践感受 4
参考资料 5
附录(程序源代码) 9
一、程序概述
1.1完成的任务
本设计是要求编写一个简单的命令解释器,利用C语言、DOS中断中21H与屏幕显示相关的中断调用进行设计的,主要完成要求中所提到的功能如:
可打开提示符,并获取用户输入的指令、可解析指令、可寻找命令文件、可执行基本的命令。
在本设计中,设计了一个dos命令提示行,主要完成的功能有:
显示系统时间和日期,显示系统版本号,删除文件,创建目录,删除目录,重命名目录或文件名,回显字符串,打印文件,清屏等功能。
1.2解决的问题
在设计过程中主要遇到了两个难题,一是如何理解和设计中断,对汇编和c语言的结合,如引入#include,#include;二是如何使用中断函数如int86(),int86x(),intdos(),int等。
里面主要的是结构体SREGS,联合体REGS,以及汇编语言int21H系统调用中断,以及调用功能号的查询和设置。
二、概念原理
2.1基本概念
中断
当CPU(中央处理器)执行一条现行指令的时候,出现必须CPU立即执行处理的情况,CPU暂时停止当前程序的执行转而而执行新情况叫中断,此时如果外设向CPU发出中断请求,那么CPU在满足响应的情况下,将发出中断响应信号,与此同时关闭中断,表示CPU不在受理另外一个设备的中断。
此次课程设计涉及有DOS中断和BIOS中断。
命令接口处理器
命令处理器是一个读入并解释你输入的命令的程序,它是介于使用者和操作系统之核心程序(kernel)间的一个接口。
它是一个交互性命令解释器。
命令处理器独立于操作系统,这种设计让用户可以灵活选择适合自己的命令处理器。
命令处理器让你在命令行键入命令,经过命令处理器解释后传送给操作系统(内核)执行。
命令提示符
“命令提示符”也就是Windows95/98下的“MS-DOS方式”,虽然随着计算机产业的发展,Windows操作系统的应用越来越广泛,DOS面临着被淘汰的命运,但是因为它运行安全、稳定,有的用户还在使用,所以一般Windows的各种版本都与其兼容,用户可以在Windows系统下运行DOS,中文版WindowsXP中的命令提示符进一步提高了与DOS下操作命令的兼容性,用户可以在命令提示符直接输入中文调用文件。
消息循环
通过这个循环机制应用程序从消息队列中检索消息,再把它分派给适当的窗口,然后继续从消息队列中检索下一条消息,再分派给适当的窗口,依次进行。
系统调用
系统调用,顾名思义,说的是操作系统提供给用户程序调用的一组“特殊”接口。
用户程序可以通过这组“特殊”接口来获得操作系统内核提供的服务,比如用户可以通过文件系统相关的调用请求系统打开文件、关闭文件或读写文件,可以通过时钟相关的系统调用获得系统时间或设置定时器等。
从逻辑上来说,系统调用可被看成是一个内核与用户空间程序交互的接口,它好比一个中间人,把用户进程的请求传达给内核,待内核把请求处理完毕后再将处理结果送回给用户空间。
2.2基本原理
首先进入一个消息循环,不断地接收消息,根据输入的命令进行解析,然后执行命令,遇exit命令退出。
基本流程图:
三、总体设计
程序主要通过文件来存储帐户信息。
进入提示符后,在消息循环中运用了一个dowhile循环,switch…case将dos条用编写的函数组合起来供用户选择使用。
连续的获取用户输入,直到用户输入0退出循环,结束程序。
在处理文件或文件夹过程中,没有使用系统当前文件夹变量,只是在程序中单独设定了一个变量作为系统当前目录,每次获得的目录路径,如果是相对路径,则自动在前面加上当前目录路径。
整个程序的设计流程,围绕着消息循环这一主线,根据消息判断调用不同的功能函数来完成相应的功能,主要使用了一些函数和汇编调用DOS接口和21号中断。
四、详细设计
4.1、主要调用DOS的功能号
2AH 读取日期
2CH 读取时间
30H 读取MS-DOS版本号
39H 创建目录
41H 删除文件
3AH 表示删除目录
56H 重命名文件
3DH 打开文件
47H 读取当前目录
3FH 读文件或目录
4.2、主要函数
voidtime()
通过定义该函数实现调用dos的2C号功能读取系统时间的功能
voidday()
通过定义该函数实现调用dos的2A功能读取系统日期的功能
voiddos()
通过定义该函数调用dos的30H功能读取系统的版本号功能
voidDeleteFile(charfilename[80])
定义该函数用于删除文件或目录如果删除成功显示“success”,删除失败表示找不到该文件
voidCreatefile(charfilename[80])
定义该函数调用dos的39H号功能用于创建一个目录
voidfile(charfilename1[80],charfilename2[80])
定于该函数调用dos系统的56号功能用于重命名目录名和文件名的
voidshowlist()
定于该函数调用dos系统的47号功能读取当前的工作目录
voidrewords()
定于该函数用于调用dos的9号功能实现回显字符串功能
voidReadFromFile(charfilename[80])
定于该函数用于调用dos的3F功能用于读取文件或目录的内容。
clrscr();
引用该函数实现清除屏幕内容的功能。
五、完成情况
本程序完成了要求中的13项列目录,包括获取系统时间,获取系统日期,创建目录,删除目录,创建文件并写内容到文件中,打印文本,删除文件,更改目录或文件名,显示版本,清屏操作,获得当前的工作目录等13个要求
六、使用说明
运行程序首先回出现下图的界面,显示的是各项操作的命令,根据相关命令可以执行相关的操作
功能1:
显示系统时间
功能2:
系统日期:
功能3:
显示版本
功能4:
删除文件:
功能5:
创建目录
功能6:
删除目录
删除new文件夹:
功能7:
重命名目录或文件
修改目录(重命名目录):
将上面目录123修改为101
修改文件(重命名文件):
将文件名1.txt改为new1.txt
功能8:
显示当前工作目录
功能9:
回显字符串
功能10:
打印文件内容(读文件)
已知new1.txt文件里面的内容如下,通过该系统读出文件的内容
功能11:
清除屏幕所有内容
清屏后:
直至输入指令为0(代表exit)时退出系统。
七、设计总结
7.1系统特色
本系统基本实现命令访问接口的设计,能正常解释命令并执行,在命令的解释和执行直接采用DOS系统的中断调用以及功能类型号码的选择和设置,能够符合操作系统命令接口设计的要求。
7.2实践感受
课程设计是理论知识和实际操作的一种结合,对所学的知识进行强化。
从确立课题到遇到问题查找资料,直到做出基本的结果,在这个过程中学到了之前所没有接触的知识点。
例如在编程过程中要多使用库函数中自带的内容,不必另外再去编写已有的功能,这样不仅能节省时间,也能提高程序的可靠性。
要多了解库函数,可以阅读相应的帮助文件来获得有用的信息。
遇到问题多与老师同学讨论,可以帮助自己跳出定向思维。
参考资料
《c程序设计》(第三版)谭浩强著清华大学出版社
《80x86汇编语言程序设计》沈美明,温冬婵 著清华大学出版社
《c与c++标准类库及函数.chm》
《WindowsAPIfor2000/XP实例精解》王强周明李定国等编著电子工业出版社
《数据结构(c语言版)》严蔚敏,吴伟民等编著清华大学出版社
附录
源代码(TorboC3.0环境下)
#include
#include
#include
#include
#include
#defineINTER0x21
voidmenu()
{
printf("-----------------------------------------\n");
printf("0.exit\n");
printf("1.Displaysystemtime\n");
printf("2.Displaysystemday\n");
printf("3.DisplayMos-dosversion\n");
printf("4.Deletefile\n");
printf("5.Createcontent\n");
printf("6.Deletecontents\n");
printf("7.Filename\n");
printf("8.Displaycurrrentlist\n");
printf("9.Echostring\n");
printf("10.ReadingFile\n");
printf("11.Clearscreen\n");
printf("-----------------------------------------\n");
}
voidtime()
{
unionREGSinregs,outregs;//定义中断信息结构体
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x2C;//读取时间
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
printf("Nowthetimeis:
%d:
%d:
%d\n",outregs.h.ch,outregs.h.cl,outregs.h.dh);
getchar();
}
voidday(){
unionREGSinregs,outregs;//定义中断信息结构体
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x2a;//读取日期
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
printf("Nowthedayis:
%d,%d,%d\n",outregs.x.cx,outregs.h.dh,outregs.h.dl);
getchar();
}
voiddos()
{ unionREGSinregs,outregs;//定义中断信息结构体
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x30;//DOS30号功能读取MS-DOS版本号
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
printf("TheDOSversionofthismachineis:
%d,%d,%d,%d:
%d\n",outregs.h.al,outregs.h.ah,outregs.h.bh,outregs.h.ah,outregs.x.cx);getchar();
}
voidDeleteFile(charfilename[80])
{
intresult;
unionREGSinregs,outregs;
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x41;//DOS中断号41是删除文件
inregs.x.dx=FP_OFF(filename);
segregs.ds=FP_SEG(filename);
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
if(result==2||result==5)
{
printf("\nCan'tdeletethefile:
%sThefilemaynotbeexist!
\n",filename);
}
else
{
printf("\nThefile:
%shasbeendeletesuccessfully!
\n",filename);
}
}
voidCreatefile(charfilename[80]){
unionREGSinregs,outregs;
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x39;
inregs.x.dx=FP_OFF(filename);
segregs.ds=FP_SEG(filename);
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
if(02==outregs.x.ax)//02表示文件未找到
{
printf("\nFILE%sisnotexist!
\n",filename);
}
printf("success!
\n");
}
voidDeletefile(charfilename[80]){
intresult;
unionREGSinregs,outregs;
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x3A;//3A表示删除目录
inregs.x.dx=FP_OFF(filename);
segregs.ds=FP_SEG(filename);
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
result=outregs.x.ax;
if(result==2||result==5)
{
printf("\nCan'tdeletethefile:
%sThefilemaynotbeexist!
\n",filename);
}
else
{
printf("\nThefile:
%shasbeendeletesuccessfully!
\n",filename);
}
}
voidfile(charfilename1[80],charfilename2[80])
{
unionREGSinregs,outregs;
structSREGSsegregs;
inregs.h.ah=0x56;//DOS中断号56是重命名文件
inregs.x.dx=FP_OFF(filename1);
segregs.ds=FP_SEG(filename1);
inregs.x.di=FP_OFF(filename2);
segregs.es=FP_SEG(filename2);
int86x(INTER,&inregs,&outregs,&segregs);
if(outregs.x.ax==02)
{
printf("\nFILE%sisnotexist!
\n",filename1);
}
printf("success!
\n");
}
voidshowlist(){
charlist[80];
unionREGSreg;
structSREGSsegreg;
reg.h.ah=0x47;//47H读取当前目录
reg.h.dl=0;
reg.x.si=FP_OFF(list);
segreg.ds=FP_SEG(list);
intdosx(®,®,&segreg);
printf("Thecurrentworkingdirectoryis:
%s\n",list);
}
voidrewords()
{
unionREGSreg,reg1;
structSREGSsreg;
charword[200];
for(inti=0;i<200;i++)word[i]='$';
scanf("%s",&word);
reg1.x.dx=FP_OFF(word);
sreg.ds=FP_SEG(word);
reg1.h.ah=0x09;
int86x(INTER,®1,®1,&sreg);
printf("\n");
}
voidReadFromFile(charfilename[80])
{
unionREGSinregs,outregs;
structSREGSsegregs;
intresult;
charReadContents[9*1024];
inregs.h.ah=0x3D;//3D打开文件
inregs.x.dx=FP_OFF(filename);
segregs.ds=FP_SEG(filename);
inregs.h.al=2;
int86x(0x21,&inregs,&outregs,&segregs);
result=outregs.x.ax;
if(2==result)
{
printf("\nCan'treadcontentsfromfile:
%s!
Thefilemaynotbeexist.\n",filename);
}
else
{
inregs.x.bx=result;
inregs.h.ah=0x3F;//读文件或者目录
inregs.x.dx=FP_OFF(ReadContents);
segregs.ds=FP_SEG(ReadContents);
inregs.x.cx=1024;
int86x(0x21,&inregs,&outregs,&segregs);
printf("\nRealNumberofreadcharactersinfile:
%s:
%d\n",filename,outregs);
printf("\nThecontentsoffile:
%s!
\n",filename);
for(inti=0;i {
printf("%c",ReadContents[i]);
}
printf("\n");
}
}
intmain()
{
charDeleteFileName[80];
charReadingFileName[80];
charfile1[80],file2[80];
inta;
menu();
do
{
printf("Pleaseinputthenumber:
");
scanf("%d",&a);
switch(a){
case1:
time();
break;
case2:
day();
break;
case3:
dos();
break;
case4:
printf("\nInputthenameofexistingfiletodelete:
");
scanf("%s",DeleteFileName);
DeleteFile(DeleteFileName);
break;
case5:
printf("\nInputcreatecontent:
");
scanf("%s",&DeleteFileName);
Createfile(DeleteFileName);
break;
case6:
printf("\nInputdeletecontents:
");
scanf("%s",&DeleteFileName);
Deletefile(DeleteFileName);
break;
case7:
printf("name:
")