计算机操作系统课程设计-多用户多级目录文件系统实现.doc

课 程 设 计 课程名称_计算机操作系统_题目名称_多用户多级目录文件系统实现_学生学院_计算机学院_专业班级_计科8班_学 号_学生姓名_指导教师_ _ 2015 年 1月 13日广东工业大学课程设计任务书目录一、课程设计的目的1二、实验内容与要求4三、设计步骤分析4（1）实现原理4（2）实现原理图4（3）程序执行过程5（4）实现用到的数据结构5四部分源代码8（1）bool InitFileSys(); /寻找第一个空白的文件块ID8（2）char * FindBlankFileBlock(unsigned fileblockid) /寻找第一个文件块地址9（3）void UpdateBitMap(unsigned fileblockid) /计复所在位示图的位置9（4）bool InitFileSys() /初始化模拟文件系统10（5）void FindCommKey(char *command, char *key, char *path) /命令分解11（6）void Shell() /命令解释模块12五执行结果和结果分析14（1）初始化界面并登陆系统14（2）创建一个文件14（3）删除文件14（4）打开文件14（5）关闭文件14（6）写文件14（7）读文件14（8）创建目录14（9）查看目录14（10）改变当前目录14（11）退出系统15六心得体会15（1）15（2）15（3）15（4）15（5）15一、课程设计的目的1、在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个多用户多目录的文件系统。2、文件物理结构可采用显式链接或其他方法。3、磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。4、 文件目录结构采用多用户多级目录结构，每个目录项包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。5、 设计一个较实用的用户界面，方便用户使用。要求提供以下相关文件操作：（1）具有login (用户登录)；（2）系统初始化（建文件卷、提供登录模块）；（3）文件的创建： create；（4）文件的打开：open；（5）文件的读：read；（6）文件的写：write；（7）文件关闭：close；（8）删除文件：delete ；（9）创建目录（建立子目录）：mkdir；（10）改变当前目录：cd；（11）列出文件目录：dir；（12）退出：logout。6、系统必须可实际演示，选用程序设计语言：C、C等。二、实验内容与要求1设计多用户文件系统，采用多级文件目录。2至少要有十个以上的实用命令，应设置文件保护措施。3设计一个较实用的用户界面，方便用户使用，界面要为用户提供足够的选择信息，不需用户打入冗长的命令。三、设计步骤分析（1）实现原理本程序是一个文件系统模拟程序，模拟文件管理的工作过程。本程序设计一个最多有10个用户的文件系统，实现文件系统的模拟管理过程，可以进行创建用户、创建文件、删除文件、创建文件夹、删除文件夹、读文件、写文件、执行文件、打开文件、关闭文件、显示目录等操作。（2）实现原理图（3）程序执行过程开始初始化用户界面，登录系统选择功能，进行操作改变当前目录Cd创建目录mkdir读文件Read打开文件open创建文件created查看目录Dir写文件Write关闭文件Close删除文件delete退出系统Logout结束（4）实现用到的数据结构 typedef enum /文件元素可供操作性权限 pub, /任何人可做任何操作 protect, /非创建者或管理员，只可以察看 pri /非创建者或管理员，不可以做任何操作 FileAccess; /文件元素类型 typedef enum file, /文件 dir /文件夹 FileType; /用户类型 typedef enum administrator, /管理者，拥用所有权限 guest /一般用户 UserType; /文件状态 typedef enum closed, opened, reading, writing FileStatus; /一个文件索引结构 typedef struct unsigned Index; /文件元素索引编号 char FileNameNAME_LEN; /文件元素名 char ParentNameNAME_LEN; /父节点名 unsigned FileBlockId; /文件元素所在物理块编号 unsigned FileLevel; /文件元素所在层次，层文件元素名为一个文件元素的逻辑位置 unsigned effect; /是否有效，0-无效，1-有效 FileIndexElement; /文件索引结构或目录表项 typedef struct FileIndexElement *FIStart; /文件系统中的文件索引起始位置 unsigned FILen; /文件索引的最大长度 unsigned FICount; /文件索引数量 FileIndex; /文件块的结构 typedef struct fb unsigned FileBlockId; /文件块编号 unsigned BLOCK_SIZE; /文件块的容量 char *FileBlockAddr; /文件块地址 struct fb *next; /下一个文件块的地址 FileBlock; /文件系统的位示图结构 typedef struct unsigned BITMAP_LEN; /文件位示图长度 char *BMStart; /位示图的起始指针 BitMap; /文件系统结构 typedef struct char *FSStart; /文件系统的起始地址 unsigned SuperBlockSize; /文件系统的容量 BitMap bm; /文件系统中的位示图 unsigned BLOCK_COUNT; /文件系统中文件块的数量 FileBlock *head; /文件系统中文件块首地址 FileIndex FI; /文件系统中的文件索引 SuperBlock; typedef struct char *UserName; /用户名称 UserType ut; /用户类型 User; /文件系统中的元素结构，包括文件和文件夹 typedef struct fse struct fse *parent; /指向自己的父亲节点 unsigned FileLevel; /文件元素所在层次，层文件元素名为一个文件元素的逻辑位置 char FileNameNAME_LEN; /文件元素名 unsigned FileBlockId; /文件元素所在物理块编号 unsigned FileElemLen; /文件元素的长度 FileType Type; /文件元素类型 FileAccess Access; /文件元素可供操作的权限 User Creator; /文件创建者 char CreateTime18; /创建时间，日期格式：MM/DD/YY HH:MI:SS char LastModTime18; /最后一次修改时间 char *FileData; /一个文件的数据开始地址，文件夹时该值为NULL FileStatus fileStu; /如果是一个文件表示文件当前的状态 FSElement; /系统当前状态 typedef struct User CurrentUser; /当前用户 unsigned FileLevel; /用户所在文件系统层 FSElement *CurrParent; /当前层的父节点 char *CurrentPath; /当前路径 CurrentStatus;四部分源代码（1）bool InitFileSys(); /寻找第一个空白的文件块ID unsigned FindBlankFileBlockId() unsigned char c; for (unsigned i = 0; i next != NULL) if (fblock-FileBlockId = fileblockid) return fblock-FileBlockAddr; else fblock = fblock-next; return NULL; （3）void UpdateBitMap(unsigned fileblockid) /计复所在位示图的位置 int dirInBitmap = (int)(fileblockid / 8); int dirInChar = fileblockid % 8; char *c = &(FS.bm.BMStartdirInBitmap); char xor; switch (dirInChar) case 0: xor = 0x80; break; case 1: xor = 0x40; break; case 2: xor = 0x20; break; case 3: xor = 0x10; break; case 4: xor = 0x08; break; case 5: xor = 0x04; break; case 6: xor = 0x02; break; case 7: xor = 0x01; break; *c = *c xor; （4）bool InitFileSys() /初始化模拟文件系统 if (FS.FSStart = (char *)malloc(FILE_SYS_SIZE) = NULL) return false; FS.SuperBlockSize = FILE_SYS_SIZE; FS.bm.BITMAP_LEN = BITMAP_LEN; FS.bm.BMStart = FS.FSStart; /设置位示图为未使用 memset(FS.bm.BMStart, 0, FS.bm.BITMAP_LEN); /初始化文件系统索引 FS.FI.FIStart = (FileIndexElement *)(FS.FSStart + BITMAP_LEN); /因为是模拟系统，暂定一个文件或文件夹最多占用一个文件块，一个文件块只放一个文件元素 FS.FI.FILen = sizeof(FileIndexElement) * BLOCK_COUNT + sizeof(unsigned) * 2; FS.FI.FICount = 0; memset(FS.FI.FIStart, 0, FS.FI.FILen); /初始化文件块 FS.BLOCK_COUNT = BLOCK_COUNT; FS.head = CreateFileBlockList(FS.FSStart + FILE_SYS_SIZE - BLOCK_SIZE * BLOCK_COUNT), BLOCK_SIZE, FS.BLOCK_COUNT);/区域的后BLOCK_SIZE * BLOCK_COUNT个单元用来存储数据 if (FS.head = NULL) return false; /初始化系统当前状态 CS.CurrentUser.UserName = (char *)calloc(10,sizeof(char); strcpy(CS.CurrentUser.UserName, man); CS.CurrentUser.ut = administrator; CS.CurrParent = NULL; CS.FileLevel = 0; CS.CurrentPath = (char *)calloc(1000, sizeof(char); /创建一个根目录 base = CreateFileElement(pub, root, dir, NULL, NULL); if (base = NULL) return false; else return true; （5）void FindCommKey(char *command, char *key, char *path) /命令分解 for (unsigned i = 0; i strlen(command); i+) if (commandi = ) i+; if (i strlen(command) strcpy(path, command + i); break; if (i = 9) keyi = commandi; else for (unsigned j = i; j strlen(command); j+) if (commandj != ) strcpy(path, command + j); break; break; strlwr(key); strlwr(path); （6）void Shell() /命令解释模块 char commandCOMMAND_LEN; gets(command); char key10; char pathCOMMAND_LEN - 10; while (true) memset(key, 0, 10); memset(path, 0, COMMAND_LEN - 10); FindCommKey(command, key, path); unsigned i; for (i = 0; i PRO_SET_COMM_COU; i+) if (strcmp(key, PRO_SET_COMMi) = 0) break; switch (i) case 0: Create(path); break; case 1: Open(path); break; case 2: Read(path); break; case 3: Write(path); break; case 4: Close(path); break; case 5: Delete(path); break; case 6: Mkdir(path); break; case 7: Cd(path); break; case 8: Dir(path); brea