计算机操作系统课程设计

.计算机操作系统课程设计班级：计091-1姓名：学号：使用语言：C+指导老师：学院：一、 系统要求1、实验目的 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、实验内容 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（至少4条）； login用户登陆 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、系统分析1、设计思想本文件为二级文件系统，即要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。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。系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容：0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200文件数据区文件目录区用户区每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。整个系统的编码构成主要分为：Allstruct.h 定义了每个分区的结构体；Mysys.h 声明了对系统操作的各种方法；Myuserfile.h 声明了对文件操作的各种方法；Mymain.cpp 整个系统的主函数，操作入口；Mysys.cpp 包含了mysys.h，实现了操作系统的各种方法；Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h，实现了操作文件的各种方法；2、主要数据结构Allstruct.h文件的内容：struct s_user /用户区结构体long isuse; /是否使用char name20; /用户名char psd20; /密码long address; /目录地址;struct s_list /目录结构体long isuse; /是否使用char name20; /文件名字long myaddress; /本条目录地址long pointaddress; /指向的文件的地址long isfile; /是否锁定long pointsize; /目标文件的大小long nextaddress; /下条目录的地址;struct s_file /文件结构体long isuse; /是否使用char content256; /文件内容long next; /下个文件块地址;三、 系统执行1、 如果首次进入系统，还没有文件系统，则会提示格式化文件系统，创建分区，并初始化分区：2、刚初始化后，没有用户，提示创建用户：3、用户创建成功后出现对系统操作的菜单 4、注册用户功能：5、用户登录，登录成功后显示当前用户下的所有文件及其详细信息，同时显示对文件操作的菜单： 6、新注册的用户默认为没有文件，选择创建文件，并且每次对文件操作后显示当前用户的所有文件和操作菜单：7、此次新建的文件为锁定状态，不能被删除：8、对文件查看，默认创建的时候用0填充文件内容： 9、修改文件内容： 10、对文件的锁定进行装换： 11、删除文件： 12、注销登录退出系统：四、 功能实现Mysys.h#include #include myuserfile.hclass MSysterm /封装了管理系统的方法/成员变量private:FILE *myfile;MUser myuser;/成员函数public:MSysterm()void outName(); /打印登陆后的用户名int cheack(); /检查虚拟文件系统跟是否存在int myformat(); /初始化虚拟磁盘int createuser(); /创建用户int login(); /用户登录void mymain(); /主控制程序int logout(); /用户注销;Myuserfile.h#include class MUser /封装了管理文件的方法 /成员变量public:FILE *myfile;char name20; /用户名char psd20; /密码long listaddress; /目录地址long myaddress; /此用户的地址private:long lastaddress; /最后一个目录的地址/成员函数public:int createFile(); /增加文件int delFile(char filename20);/删除文件int revampFile(char filename20);/修改文件int mydir(); /列出当前目录的所有文件（夹）int viewFile(char filename20);/查看文件int myConversion(char filename20);/转换是否锁定状态private:int isSame(char filename_f20,char filename_s20);Mymain.cpp#include #include #include mysys.h#include using namespace std;int main()char nod1;int n_select = 2 , i_1 =0;MSysterm mysys;/*文件不存在的程序入口*/if(mysys.cheack()=-1)/磁盘空间不存在cout虚拟磁盘文件不存在，是否生成？ Y/N nod1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流if(nod1=Y|nod1=y)cout正在创建。endl;if(mysys.myformat()!=1)/创建磁盘空间cout创建磁盘空间失败！即将退出。nod1;return 2;cout创建完成！是否创建用户？ Y/N nod1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流if(nod1=Y|nod1=y)if(mysys.createuser()=1)/创建用户cout创建用户成功。endl;elsecout创建用户失败！即将退出。endl;return 3;elsecout匿名用户无法进入系统，正在退出。endl;return 4;elsecout程序已结束！按任意键退出。endl;return 1;/*文件存在的程序入口*/for (;)cout*endl;cout请选择：endl;cout 1. 登录endl 2. 注册endl 3. 退出endl;cout*n_select;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流if (n_select = 1)for (int i_1=0;i_1=3;i_1+)/登录if (mysys.login()=1)cout登陆成功！欢迎您 ;mysys.outName();break;elsecout用户名不存在或密码错误！endl;if (i_1=4)cout非法用户!endl输入任意键退出。nod1;return 5;break;if (n_select = 2)if(mysys.createuser()=1)/创建用户cout创建用户成功。endl;elsecout创建用户失败！endl;if (n_select = 3)return 6;mysys.mymain();return 0;Mysys.cpp#include mysys.h#include allstruct.h#include #include #include /用于清除残留的输入流using namespace std;int MSysterm:cheack()/检查虚拟空间是否存在myfile=fopen(test1.txt,r);if(myfile=NULL)return -1;/返回-1，代表文件不存在fclose(myfile);return 1;int MSysterm:myformat()int i =1;myfile=fopen(test1.txt,w);if(myfile=NULL)return -1;s_user ms_user;ms_user.isuse=0;s_list ms_list;ms_list.isuse=0;s_file ms_file;ms_file.isuse=0;for (i =1 ; i=5 ; i+)if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile)!=1)/用户区格式化cout用户格式信息写入失败！endl;fclose(myfile);return -2;for (i = 1; i=50 ;i+)if(fwrite(&ms_list,sizeof(ms_list),1,myfile)!=1)/目录区格式化cout目录格式信息写入失败！endl;fclose(myfile);return -3;for (i=0;i=199;i+)if(fwrite(&ms_file,sizeof(ms_file),1,myfile)!=1)/数据区格式化cout数据格式信息写入失败！endl;fclose(myfile);return -4;fclose(myfile);return 1;int MSysterm:createuser()/创建用户s_user ms_user,ms_user2;int nowaddress = 0 ,issame=0 ,m=0 , i =1 ;/记录当前的扫描指针，密码比对标志位,循环使用的变量cout正在检查用户空间是否足够。endl;myfile=fopen(test1.txt,r);for (i=1;i=5;i+,fseek(myfile,44,1),nowaddress+)/检查用户空间是否足够if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0)cout读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)break;if (i=6)cout用户空间已满！创建用户失败endl;return -2;for (;)cout请输入新用户的用户名：ms_;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流fseek(myfile,0,0);for (i=1;i=5;i+)/检查用户名if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0 )/找到被使用的用户区，下一步读取名字cout读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)fseek(myfile,44,1);elseif (fread(&ms_,20,1,myfile)=0)/读取用户区的名字cout读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_m != ms_m)issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_m = 0)break;if (issame = 1)cout用户名重复！请重新输入：=6)for (;)/输入密码cout请输入密码，最多19位。ms_user.psd;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流cout请再次输入密码：ms_user2.psd;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_user.psdm != ms_user2.psdm)issame = 0;cout两次密码不匹配 ms_user.psd ms_user2.psd mendl;break;elseissame = 1;if (ms_user.psdm = 0)break;if (issame = 1)break;cout进入存储。endl;ms_user.isuse =1;/空间使用置为 使用(1);ms_user.address = 0;/默认不存在目录fclose(myfile);myfile=fopen(test1.txt,r+);fseek(myfile,48*nowaddress,0);if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile) = 0)cout写入用户信息失败！endl;elsebreak;fclose(myfile);return 1;int MSysterm:login()/用户登录s_user ms_user,ms_user2;int issame = 0, m = 0 , i =0 ;/比较标记，循环使用的变量cout请输入用户名：ms_;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流myfile=fopen(test1.txt,r);for (i = 1;i=5;i+)if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0)/读取被使用的用户区cout读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)fseek(myfile,44,1);continue;elseif (fread(&ms_,20,1,myfile)=0)/读取名字cout读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_m != ms_m)issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_m = 0)break;if (issame = 1)if (fread(&ms_user2.psd,20,1,myfile)=0)/读取密码cout读取密码失败！磁盘错误。endl;fclose(myfile);return -1;for (int k=0;k=2;k+)cout请输入密码：ms_user.psd;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_user.psdm != ms_user2.psdm)issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_user.psdm = 0)break;if (issame = 0)cout密码错误，请重新输入。endl;elseif (fread(&ms_user2.address,4,1,myfile)=0)/读取目录地址cout读取目录失败！磁盘错误。endl;fclose(myfile);return -1;for (m=0;m=19;m+)/对对象 myuser 赋值m = ms_m;myuser.psdm = ms_user2.psdm;myuser.listaddress = ms_user2.address;myuser.myaddress = (i-1)*48;fclose(myfile);return 1;/返回登录成功fclose(myfile);return -2;/密码错误fseek(myfile,24,1);fclose(myfile);return -1;void MSysterm:mymain()/主控制程序int m_point=9,myget=0;/记录使用第几层控制台,接收函数返回值char m_name120,m_name220;for (;)if(m_point = 0)myget=logout();break;coutendl*endl;cout当前目录下的文件：endl;myget = myuser.mydir();cout*endl;cout*endl;cout请输入您的选择：endl;cout 1.查看文件内容endl;cout 2.新建文件endl;cout 3.删除文件endl;cout 4.修改文件endl;cout 5.是否锁定状态转换endl;cout 0.注销，退出程序endl;cout*m_point;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流switch (m_point)case 1:if (myuser.listaddress = 0)cout您还没有创建文件！endl;break;cout请输入要查看的文件的名字：(仅限当前目录)m_name1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流myget = myuser.viewFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout文件查看成功！endl;break;case -1:cout磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout文件不存在！endl;break;default:break;break;/case 1 文件打开case 2:myget = myuser.createFile();switch (myget)case 1:cout创建成功！endl;break;case -1:cout磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout目录空间已满！endl;break;case -3:cout数据空间已满！endl;break;case -4:cout文件名已存在！endl;break;default:/cout创建文件失败，原因未知！endl;break;break;/case 2 新建文件case 3:if (myuser.listaddress = 0)cout您还没有创建文件！endl;break;cout请输入要删除的文件的名字：(仅限当前目录)m_name1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流myget = myuser.delFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout文件删除成功！endl;break;case -1:cout磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout文件不存在！endl;break;case -4:cout文件锁定！不能删除！endl;break;default:cout未知原因，删除失败！endl;break;break;/case 3 删除文件case 4:if (myuser.listaddress = 0)cout您还没有创建文件！endl;break;cout请输入要修改的文件的名字：(仅限当前目录)m_name1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流myget = myuser.revampFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout文件修改成功！endl;break;case -1:cout磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout文件不存在！endl;break;case -4:/cout文件锁定！无法修改！endl;break;case -5:cout输入内容过多！无法修改！endl;break;default:/cout未知原因，修改失败！endl;break;break;/case 4 修改文件case 5:if (myuser.listaddress = 0)cout您还没有创建文件！endl;break;cout请输入要转换是否锁定的文件的名字：(仅限当前目录)m_name1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流myget = myuser.myConversion(m_name1);switch (myget)case 0:cout文件已转换为 锁定！endl;break;case 1:cout文件已转换为 自由读写！endl;break;case -1:cout磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout文件不存在！endl;break;default:cout未知原因，修改失败！endl;break;break;/case 5 转换是否锁定状态default:break;/switchint MSysterm:logout()/用户注销char word20 = 0;for (int i = 0 ; i=19 ; i+)i = wordi;myuser.psdi = wordi;fclose(myfile);cout已注销！endl;return 1;void MSysterm:outName()/打印登陆后的用户名endl;Myuserfile.cpp#include #include #include #include /用于清除残留的输入流#include myuserfile.h#include allstruct.husing namespace std;int MUser:createFile()/增加文件s_list ms_list;s_file ms_file;long nowaddress =0 ,f_address10, num_char = 0 ;/目录循环记录变量，数据块地址变量组，字符个数（文件大小）int f_ad_num = 0 , myerr = 0 ,i = 1; /写入的块数，是否在最终写入时失败（失败置1）char f_name20 = ,m=0,e=0,f_islock;long old_lastaddress = lastaddress ;/上一个目录地址（用于出错回滚）myfile=fopen(test1.txt,r+);if (myfile = NULL) cout读取磁盘失败！endl;fclose(myfile);return -1;fseek(myfile,48*5,0);/文件指针跳到目录区for (i=1;i=50;i+,fseek(myfile,40,1),nowaddress+)/检查目录空间是否足够if (fread(&ms_list.isuse,4,1,myfile)=0)/读取是否使用cout读取目录空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_list.isuse=0)/如果读取到未使用则跳出检测break;if (i=51)cout目录空间已满！创建文件失败endl;fclose(myfile);return -2;fseek(myfile,48*5+44*50,0);/文件指针跳到数据区for (i=1;i=200;i+,fseek(myfile,260,1)/检查数据空间是否足够(初步检查)if (fread(&ms_file.isuse,4,1,myfile)=0)/读取是否使用cout读取数据空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_file.isuse=0)/如果有空白的数据块则跳出break;if (i=201)cout数据空间已满！创建文件失败endl;fclose(myfile);return -2;cout请输入文件名(字母和数字，最多19个字符)：f_name;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流fseek(myfile,48*5,0);/文件指针跳到目录区for (i=1;i=50;i+)/检查文件名是否被使用if (fread(&ms_list,sizeof(ms_list),1,myfile)=0)/读取目录cout读取目录空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_list.isuse = 1)/如果读取到未使用则跳出检测if( isSame(f_name,ms_) = 1)fclose(myfile);return -4; for (;)cout文件由多少个字符 m 组成 ? (必须小于2550个字符)num_char;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流if (num_char = 2550)break;cout文件长度必须小于2550个字符。endl;ms_list.pointsize = num_char;cout文件是否锁定? y 锁定 / n(或其他) 自由读写f_islock;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流if( f_islo