操作系统课程设计--二级文件系统设计.docx
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操作系统课程设计报告
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操作系统课程设计报告
【设计题目】
二级文件系统设计
【设计目的】
1、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和内部实现。
2、结合数据结构、程序设计、计算机原理等课程的知识，设计一个二级文件系统，进一步理解操作系统。
3、通过分对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力.
【设计内容】一、任务
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.可以实现下列几条命令：
login用户登录dir列目录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cd进出目录
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、程序设计
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，第二级对应于用户帐号下的文件。
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道文件与设备文件等特殊内容。
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。
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
【实验环境】
C++/VC++
【设计原理】
对采用二级文件目录的文件系统工作的机理了如指掌，对文件系统的相关操作要掌握。
【设计思路】
1.主要数据结构
#defineMAXNAME25/*thelargestlengthofmfdname,ufdname,filename*/#defineMAXCHILD50/*thelargestchild每个用户名下最多有50个文件*/#defineMAX（MAXCHILD*MAXCHILD）/*thesizeoffpaddrno*/
typedefstruct/*thestructureofOSFILE定义主文件*/
{
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intfpaddr;/*filephysicaladdress*/
intflength;/*filelength*/
intfmode;/*filemode:
0-ReadOnly;1-WriteOnly;2-ReadandWrite;3-Protect;*/
charfname[MAXNAME];/*filename*/
}OSFILE;
typedefstruct /*thestructureofOSUFD定义用户文件目录*/
{
charufdname[MAXNAME];/*ufdname*/
OSFILEufdfile[MAXCHILD];/*ufdownfile*/
}OSUFD;
typedefstruct/*thestructureofOSUFD'LOGIN定义登陆*/
{
charufdname[MAXNAME];/*ufdname*/
charufdpword[8];/*ufdpassword*/
}OSUFD_LOGIN;
typedefstruct /*fileopenmode定义操作方式*/
{
intifopen;/*ifopen:
0-close,1-open*/
intopenmode;/*0-readonly,1-writeonly,2-readandwrite,3-initial*/
}OSUFD_OPENMODE;
2.主要函数
voidLoginF（）;/*LOGINFileSystem*/voidDirF（）;/*DirFileSystem*/voidCreateF（）;/*CreateFile*/voidDeleteF（）;/*DeleteFile*/voidModifyFM（）;/*ModifyFileMode*/voidOpenF（）;/*OpenFile*/voidCloseF（）;/*CloseFile*/voidReadF（）;/*ReadFile*/voidWriteF（）;/*WriteFile*/voidQuitF（）;/*QuitFileSystem*/voidCdF（）;/*ChangeDir*/voidhelp（）;
3.程序流程设计
总体功能程序结构图
开始
注册账号
登录
选择操作
结束
列目
创建
删除
打开
关闭
读文
写文
进出
录
文件
文件
文件
文件
件
件
目录
打开命令的程序流程图
开始
输入文
件内容
是否存在
是
否
是否打开
出现错误
是
是
打开文件
结束
删除命令的程序流程图
开始
输入文
件内容
是否存在
是
否
是否关闭
出现错误
否
是
删除文件
结束
关闭命令的程序流程图
开始
输入文
件内容
是否存在
是
否
是否关闭
出现错误
否
是
关闭文件
结束
写命令的程序流程图
开始
输入文
件内容
是否存在
是
否
是否打开
出现错误
否
是
打开文件
写入内容
结束
【源程序清单】#include"stdio.h"#include"string.h"
#include"conio.h"#include"stdlib.h"
#defineMAXNAME25/*thelargestlengthofmfdname,ufdname,filename*/#defineMAXCHILD50/*thelargestchild*/
#defineMAX（MAXCHILD*MAXCHILD）/*thesizeoffpaddrno*/
typedefstruct/*thestructureofOSFILE*/
{
int fpaddr; /*filephysicaladdress*/
int flength; /*filelength*/
int fmode; /*filemode:
0-ReadOnly;1-WriteOnly;2-ReadandWrite;3-Protect;*/charfname[MAXNAME]; /*filename*/
}OSFILE;
typedefstruct /*thestructureofOSUFD*/
{
charufdname[MAXNAME]; /*ufdname*/OSFILEufdfile[MAXCHILD]; /*ufdownfile*/
}OSUFD;
typedefstruct/*thestructureofOSUFD'LOGIN*/
{
charufdname[MAXNAME]; /*ufdname*/charufdpword[8]; /*ufdpassword*/
}OSUFD_LOGIN;
typedefstruct /*fileopenmode*/
{
intifopen; /*ifopen:
0-close,1-open*/
intopenmode; /*0-readonly,1-writeonly,2-readandwrite,3-initial*/
}OSUFD_OPENMODE;
OSUFD*ufd[MAXCHILD]; /*ufdandufdownfiles*/OSUFD_LOGINufd_lp;
intucount=0;/*thecountofmfd'sufds*/
intfcount[MAXCHILD];/*thecountofufd'sfiles*/intloginsuc=0;/*whetherloginsuccessfully*/
charusername[MAXNAME];/*recordloginuser'sname22*/chardirname[MAXNAME];/*recordcurrentdirectory*/
intfpaddrno[MAX];/*recordfilephysicaladdressnum*/
OSUFD_OPENMODEifopen[MAXCHILD][MAXCHILD];/*recordfileopen/close*/intwgetchar;/*whethergetchar（）*/
FILE*fp_mfd,*fp_ufd,*fp_file_p,*fp_file;
voidLoginF（）;/*LOGINFileSystem*/voidDirF（）;/*DirFileSystem*/
voidCdF（）;/*ChangeDir*/voidCreateF（）;/*CreateFile*/voidDeleteF（）;/*DeleteFile*/
voidModifyFM（）;/*ModifyFileMode*/voidOpenF（）;/*OpenFile*/
voidCloseF（）;/*CloseFile*/voidReadF（）;/*ReadFile*/voidWriteF（）;/*WriteFile*/
voidQuitF（）;/*QuitFileSystem*/voidhelp（）;
char*rtrim（char*str）;/*removethetrailingblanks.*/char*ltrim（char*str）;/*removetheheadingblanks.*/
voidInputPW（char*password）;/*inputpassword,use'*'replace*/
voidSetPANo（intRorW）;/*Setphysicaladdressnum*/
intExistD（char*dirname）;/*WhetherDirNameExist,Exist-i,NotExist-0*/intWriteF1（）;/*writefile*/
intExistF（char*filename）;/*WhetherFileNameExist,Exist-i,NotExist-0*/intFindPANo（）;/*findoutphysicaladdressnum*/
voidclrscr（）
{
system（"cls"）;
}
voidmain（）
{
inti,choice1;
charchoice[50];/*choiceoperation:
dir,create,delete,open,delete,modify,read,write*/intchoiceend=1;/*whetherchoiceend*/
char*rtrim（char*str）;/*removethetrailingblanks.*/char*ltrim（char*str）;/*removetheheadingblanks.*/
if（（fp_mfd=fopen（"c:
\\osfile\\mfd.txt","rb"））==NULL）
{
fp_mfd=fopen（"c:
\\osfile\\mfd.txt","wb"）;fclose（fp_mfd）;
}
for（i=0;i//textattr（BLACK*16|WHITE）;clrscr（）; /*clearscreen*/LoginF（）; /*userlogin*/clrscr（）;
if（loginsuc==1）/*LoginSuccessfully*/
{
while
（1）
{
wgetchar=0;
if（choiceend==1）printf（"\n\nC:
\\%s>",strupr（dirname））;
else
printf（"Badcommandorfilename.\nC:
\\%s>",strupr（username））;gets（choice）;
strcpy（choice,ltrim（rtrim（strlwr（choice））））;
if（strcmp（choice,"dir"）==0）choice1=1;
elseif（strcmp（choice,"create"）==0）choice1=2;elseif（strcmp（choice,"delete"）==0）choice1=3;elseif（strcmp（choice,"attrib"）==0）choice1=4;elseif（strcmp（choice,"open"）==0）choice1=5;elseif（strcmp（choice,"close"）==0）choice1=6;elseif（strcmp（choice,"read"）==0）choice1=7;elseif（strcmp（choice,"write"）==0）choice1=8;elseif（strcmp（choice,"exit"）==0）choice1=9;elseif（strcmp（choice,"cls"）==0）choice1=10;elseif（strcmp（choice,"cd"）==0）choice1=11;elseif（strcmp（choice,"help"）==0）choice1=20;elsechoice1=12;
switch（choice1）
{
}
}
}
else
case1:
DirF（）;choiceend=1;break;
case2:
CreateF（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case3:
DeleteF（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case4:
ModifyFM（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case5:
OpenF（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case6:
CloseF（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case7:
ReadF（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case8:
WriteF（）;choiceend=1;if（!
wgetchar）getchar（）;break;case9:
printf（"\nYouhaveexitedthissystem."）;
QuitF（）;exit（0）;break;
case10:
clrscr（）;choiceend=1;break;case11:
CdF（）;choiceend=1;break;case20:
help（）;choiceend=1;break;default:
choiceend=0;
printf（"\nAccessdenied."）;
}
voidhelp（void）
{
printf（"\nTheCommandList\n"）;
printf（"\nCdAttribCreate write Read Open Cls Delete Exit Close\n"）;
}
char*rtrim（char*str）/*removethetrailingblanks.*/
{
intn=strlen（str）-1;while（n>=0）
{
if（*（str+n）!
=''）
{
*（str+n+1）='\0';break;
}
elsen--;
}
if（n<0）str[0]='\0';returnstr;
}
char*ltrim（char*str）/*removetheheadingblanks.*/
{
strrev（str）;rtrim（str）;strrev（str）;returnstr;
}
voidLoginF（）/*LOGINFileSystem*/
{
charloginame[MAXNAME],loginpw[9],logincpw[9],str[50];inti,j,flag=1;
chara[25];
intfindout;/*loginusernotexist*/
while
（1）
{
findout=0;printf（"\n\nLoginName:
"）;gets（loginame）;ltrim（rtrim（loginame））;
fp_mfd=fopen（"c:
\\osfile\\mfd.txt","rb"）;for（i=0;fread（&ufd_lp,sizeof（OSUFD_LOGIN）,1,fp_mfd）!
=0;i++）
if（strcmp（strupr（ufd_lp.ufdname）,strupr（loginame））==0）
{
findout=1;
strcpy（logincpw,ufd_lp.ufdpword）;
}
fclose（fp_mfd）;
if（findout==1）/*userexist*/
{
printf（"LoginPassword:
"）;
InputPW（loginpw）;/*inputpassword,use'*'replace*/if（strcmp（loginpw,logincpw）==0）
{
strcpy（username,strupr（loginame））;strcpy（dirname,username）;fp_mfd=fopen（"c:
\\osfile\\mfd.txt","rb"）;
for（j=0;fread（&ufd_lp,sizeof（OSUFD_LOGIN）,1,fp_mfd）!
=0;j++）
{
strcpy（str,"c:
\\osfile\\"）;strcat（str,ufd_lp.ufdname）;strcat（str,".txt"）;ufd[j]=（OSUFD*）malloc（sizeof（OSUFD））;
strcpy（ufd[j]->ufdname,strupr（ufd_lp.ufdname））;fp_ufd=fopen（str,"rb"）;
fcount[j]=0;
for（i=0;fread（&ufd[j]->ufdfile[i],sizeof（OSFILE）,1,fp_ufd）!
=0;i++,fcount[j]++）
{
ifopen[j][i].ifopen=0;ifopen[j][i].openmode=4;
}
fclose（fp_ufd）;
}
fclose（fp_mfd）;ucount=j;
}
else
{
SetPANo（0）;
printf（"\n\nLoginsuccessful!
WelcometothisFileSystem\n\n"）;loginsuc=1;
return;
printf（"\n\n"）;flag=1;while（flag）
{
printf（"LoginFailed!
PasswordError.TryAgain（Y/N）:
"）;gets（a）;
ltrim（rtrim（a））;
if（strcmp（strupr（a）,"Y"）==0）
{
loginsuc=0;flag=0;
}
elseif（strcmp（strupr（a）,"N"）==0）
{
}
}
else
{
loginsuc=0;flag=0;return;
}
}
printf（"NewPassword（<=8）:
"）;
InputPW（loginpw）;/*inputnewpassword,use'*'replace*/printf（"\nConfirmPassword（<=8）:
"）;/*inputnewpassword,use'*'replace*/InputPW（logincpw）;
if（strcmp（loginpw,logincpw）==0）
{
strcpy（ufd_lp.ufdname,strupr（loginame））;strcpy（ufd_lp.ufdpword,loginpw）;fp_mfd=fopen（"c:
\\osfile\\mfd.txt","ab"）;fwrite（&ufd_lp,sizeof（OSUFD_LOGIN）,1,fp_mfd）;fclose（fp_mfd）;
strcpy（username,strupr（loginame））;strcpy（dirname,loginame）;
////////////////////////////////////////////////////////strcpy（str,"c:
\\osfile\\"）;strcat（str,username）;
strcat（str,".txt"）;if（（fp_ufd=fopen（str,"rb"））==NULL）
{
fp_ufd=fopen（str,"wb"）;fclose（fp_ufd）;
}
fp_mfd=fopen（"c:
\\osfile\\mfd.txt","rb"）;for（j=0;fread（&ufd_lp,sizeof（OSUFD_LOGIN）,1,fp_mfd）!
=0;j++）
{
/////////////////////////////////////strcpy（str,"c:
\\osfile\\"）;strcat（s
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