操作系统实验报告 文件管理系统源程序文档格式.docx
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Del
删除文件或目录。
查找当前目录是否有该文件名，没有则退出，有则调用access（）判断是否有权限，有则判断是否为系统文件，是则无法删除，不是则判断是否是文件，是文件则直接删除，不是则判断是否文件夹，是文件夹则判断该文件夹下是否有文件，有文件则无法删除。
提示用户是否删除，确认则删除文件，修改当前文件夹目录和硬盘空间结构，修改超级块，写入模拟硬盘。
Dir
列文件目录（列出文件名、物理地址、保护码和文件长度）
2．实验原理
文件系统管理中用到的数据结构有：
（1）首先应确定文件系统的数据结构：
主目录、子目录及活动文件等。
主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。
（2）用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。
如：
file0,file1,file2…并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。
3、实验要求
（1）设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。
（2）程序采用二级文件目录（即设置主目录MFD）和用户文件目录（UFD）。
另外，为打开文件设置了运行文件目录（AFD）。
（3）为了便于实现，对文件的读写作了简化，在执行读写命令时，只需改读写指针，并不进行实际的读写操作。
（4）文件保护简单使用了三位保护码：
允许读写执行、对应位为1，对应位为0，则表示不允许读写、执行。
二、实验的目的及意义
课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；
加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。
通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识,加深对教材中的重要算法的理解。
同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。
三、详细设计
3.1功能设计
Help显示命令帮助
dir显示当前目录下的文件和文件夹
logout注销
exit退出系统
create[文件名]创建文本文件
cdir[目录名]创建文件夹
read[文件名]读取一个文件最多可同时读取五个
close[文件名]关闭一个文件
edit[文件名]编辑一个文件
cd[目录名]进子目录或者上级目录
attr[文件名]显示该文件的属性
del[文件名]删除文件
rename[文件名]重命名
3.2结构设计
1）总设计结构图
2）目录结构示意图
3）流程图
编辑功能流程图创建文件流程图
删除文件功能流程图
3.3核心算法
boolFormat（void）;
//格式化
boolinstall（void）;
//装载虚拟硬盘的数据
voidlogin（void）;
/用户登陆
voidshowMenu（void）;
//显示功能菜单
boolonAction（void）;
//用户选择功能并执行
voidshowDir（）;
//显示当前文件夹里面文件的信息
voidlogout（）;
//注销
voidcreateFile（stringstr）;
//创建文件
voidcreateDir（stringstr）;
//创建文件夹
boolread（stringstr）;
//读取文件
voideditFile（stringstr）;
//编辑文件
intvisit（stringstr）;
//打开一个文件夹
voidattrib（stringstr）;
//显示文件属性
voidDelete（stringstr）;
//删除一个文件
intrename（stringstr）;
//重命名一个文件
3.4数据结构
/*---------常变量------*/
constunsignedintBLOCK_SIZE=512;
//块长
constunsignedintDATA_BLOCK_NUM=512;
//数据块数量
constunsignedintDINODE_START=4*BLOCK_SIZE;
//inode起始位置
constunsignedintDINODE_SIZE=512;
//inode大小
constunsignedintDINODE_NUM=32;
//inode数量
constunsignedintDATASTART=（2+DINODE_NUM）*BLOCK_SIZE;
//数据区的开始地址
constunsignedintACCOUNT_NUM=10;
//用户数量
/*inode结构体*/
structinode{
unsignedshortdi_tag;
/*inode标识*/
unsignedshortdi_number;
/*关联文件数，当为0时表示删除文件,如一个目录至少包含两个文件:
"
."
和"
.."
*/
unsignedshortdi_mode;
/*存取模式:
0为目录,1为文件*/
unsignedshortdi_userID;
/*当前inode所属用户0为根目录ID,一次下去是管理员目录、用户目录*/
unsignedshortdi_access;
/*访问权限0为不允许普通用户访问（公共目录）,1为允许普通用户访问*/
unsignedshortdi_size;
/*文件大小,目录没有大小,值为0*/
unsignedshortdi_ctime;
/*创建时间*/
unsignedshortdi_mtime;
/*最后一次修改时间*/
unsignedshortdi_block[DATA_BLOCK_NUM];
/*数据块块地址编号*/
};
/**超级块***/
structsuper_block{
unsignedshorts_inodes_count;
/*文件系统中inode的总数*/
unsignedshorts_blocks_count;
/*数据块总数*/
unsignedshorts_r_blocks_count;
/*保留块总数*/
unsignedshorts_free_blocks_count;
//空闲块总数
unsignedshorts_free_inodes_count;
/*空闲的inode总数*/
unsignedshorts_log_block_size;
/*block的大小*/
/**账户信息**/
structuser{
unsignedshortuser_id;
//用户ID
unsignedshortuser_access;
//权限
stringusername;
//用户名
stringpassword;
//密码
/**文件/目录结构**/
structdirectory{
stringname;
/*目录名*/
unsignedshortd_ino;
/*目录号*/
四、调试分析
4.1运行环境
编译平台:
MicrosoftVisualStudio2010
运行平台:
win7/xp
4.2调试分析
五、缺点及改进
5.1实验缺点
由于对Linux的文件系统理解不够深刻，导致程序在一些原理上的迷糊不清，而时间较短，因此采取了简化或者放开的方法。
在写程序的开始，也没有做详细的规划，而且是四个人分工协作，因此在程序的结构上有些混乱。
在后期做了一些调整，但是整体还是有缺陷的。
另外，程序只是很简单的模拟了Linux的文件管理系统，只有一些非常简单的功能，而且功能考虑的也不尽全面、严谨，难免会出现一些Bug，另外，我们整体在写的时候是用的C++的写法，但是在编写的时候，又混用了c的一些方法，所以，整个程序更加混乱，给阅读理解带来非常大的困难。
5.2实验改进
首先，我们先要把一些原理知识搞清楚，其次，做一个统一的项目规划，做好一些定义的声明，结构再清晰一些。
更深层次的模拟Linux文件管理系统，将一些函数的考虑更加严谨、全面，多次调试，减少一些bug。
尽量用规范的C++语言才编写，注清函数功能，便于相互分享调用阅读。
六、实验总结
本实验是模拟Linux文件管理系统，而我们平时很少接触到Linux系统，只是在书上学了一些理论的皮毛，纸上得来总觉浅，因此在开始做的时候，感觉无从下手，只能去网上去查找一些相关知识，以及看老师给的例子，并且和其他组就行讨论，这个时间花了一天半的时间，但是成果不是很好，很多地方都不明白。
但是时间紧迫，我们就边做边理解、讨论，这样造成一个非常大的困难，不知道从哪里下手，只能模仿着做，加深理解。
在两天的仓促的时间里面，我们做出了一个简单可行的模拟文件系统，虽然问题不少，但是在时间的允许下，我们还是不错的。
在编程中，我们遇到了很多以前没有遇到的问题和知识，在通过相互讨论，上网查询等方法后，我们解决了大部分的问题，对C++语言的理解也加深了很多，对一个项目的需求也理解很多，一个合理的规划会提高不少效率。
七、参考文献
《C++程序设计》清华大学出版社谭浩强
《算法与数据结构（第二版）》高等教育出版社张乃孝
《操作系统教程（第四遍）》高等教育出版社孙钟秀
8.2源程序
#include<
iostream>
string>
stdio.h>
usingnamespacestd;
constunsignedintDINODE_NUM=512;
constunsignedintDATA_START=（2+DINODE_NUM）*BLOCK_SIZE;
constunsignedintDIRECTORY_NUM=12;
//每个目录最多允许拥有的子目录和文件
constunsignedshortFILE_NAME_LENGTH=20;
//最大文件名长度
/**************************
inode结构体
**************************/
unsignedshortdi_number;
unsignedshortdi_block;
/*————————————————————————
超级块结构
————————————————————————*/
unsignedshorts_inodes_count;
unsignedshorts_free_inodes_count;
/*空闲的inode总数*/
unsignedshorts_blocks_count;
/*块总数*/
unsignedshorts_r_blocks_count;
unsignedshorts_free_blocks_count;
unsignedshorts_log_block_size;
//unsignedshorts_free_blocks_group[GROUPNUM];
//新增一个数组来记录每个数据块组中的空闲数据块计数
//unsignedshorts_first_data_block;
/*第一个数据block*/
//unsignedshorts_blocks_per_group;
/*每blockgroup的block数量*/
//unsignedshorts_inodes_per_group;
/*每blockgroup的inode数量*/
账户信息
//用户ID
//权限1为管理员0为平民
文件、目录项结构
stringname;
/*目录、文件名*/
stringcontent;
/*文件数据,目录则没有数据*/
unsignedshortd_ino;
/*目录、文件号*/
/*----变量--------*/
unsignedshortdi_bitmap[DINODE_NUM];
//硬盘inode节点位图1表示已使用0表示未使用
unsignedshortbk_bitmap[DATA_BLOCK_NUM];
//数据块block位图
structsuper_blocksuperBlock;
//超级块
structuseraccount[ACCOUNT_NUM];
//共创建ACCOUNT_NUM个账户
FILE*f_stream;
//文件指针
structinode*cur_inode;
//inode当前目录指针
structinode*inode_temp;
//inode临时指针
constchardiskName[30]="
ext2forlinux.disk"
;
//模拟硬盘的文件名
structdirectorydir_buf[DIRECTORY_NUM];
//目录数组,每个目录最多允许有12个项（子目录或者文件）
stringcur_Path;
//cmd的头表示所在哪个文件夹
//inti_lock=0;
//inode位图锁可能会多线程
//intb_lock=0;
//block位图锁
structuser*cur_user;
//当前用户
structdirectorycur_dir[DIRECTORY_NUM];
//当前目录
/**********************
函数声明
********************/
//此函数用于格式化
//此函数用于装载虚拟硬盘的数据
intFindFile（stringfilename）;
//次函数用于查找当前文件夹是否有该文件
boolaccess（structinode*pinode）;
//权限判断
intmain（）{
voidlogin（void）;
//此函数用于用户登陆
voidshowMenu（void）;
//此函数用于显示功能菜单
boolonAction（void）;
//此函数用于用户选择功能并执行
charformat_bool;
/**************初始化************/
cout<
<
系统已启动,是否初始化所有数据?
\tY/N"
endl;
while（true）{
cin>
>
format_bool;
if（format_bool=='
y'
||format_bool=='
Y'
）{
if（!
Format（））return0;
break;
}
elseif（format_bool=='
n'
N'
cout<
不初始化不能开始!
continue;
else{
请输入Y或者N"
}
}
初始化成功!
/********转载虚拟硬盘数据***********/
if（!
install（））{
cout<
加载失败,无效的硬盘格式"
//main（）;
return0;
elsecout<
加载disk成功!
cur_Path=cur_dir[1].name+"
\\root"
/*******登陆**********/
login（）;
/**显示菜单**/
showMenu（）;
/**显示当前路径**/
cur_Path;
while（onAction（））;
return0;
}
/*此函数用于格式化*/
boolFormat（）{
//创建文件
f_stream=fopen（diskName,"
wb+"
）;
if（f_stream==NULL）{
创建文件失败"
returnfalse;
//初始化超级块
superBlock.s_inodes_count=DINODE_NUM;
superBlock.s_free_inodes_count=DATA_BLOCK_NUM-2-ACCOUNT_NUM;
/*空闲的inode总数初始化时,主目录和账户信息各占一块,10个用户10块*/
superBlock.s_blocks_count=DATA_BLOCK_NUM;
superBlock.s_free_blocks_count=DATA_BLOCK_NUM-2-ACCOUNT_NUM;
//空闲块总数主目录/10个用户/账户信息共占用12个
superBlock.s_log_block_size=BLOCK_SIZE;
//超级块放第1个物理块,第0个为引导
fseek（f_stream,BLOCK_SIZE,SEEK_SET）;
fwrite（&
superBlock,BLOCK_SIZE,1,f_stream）;
//fprintf（f_stream,"
thisissuperblock"
//测试
//初始化dinode位图block位图
for（inti=0;
i<
DATA_BLOCK_NUM;
i++）{
if（i<
2+ACCOUNT_NUM）bk_bitmap[i]=1;
elsebk_bitmap[i]=0;
//初始化block位图
DINODE_NUM;
2+ACCOUNT_NUM）di_bitmap[i]=1;
elsedi_bitmap[i]=0;
//位示图存放与第2.3块
fseek（f_stream,BLOCK_SIZE*2,SEEK_SET）;
di_bitmap,BLOCK_SIZE,1,f_stream）;
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