文件系统的模拟与实现

1、目录1. 需求分析2.2. 概要设计 用户结构：账号与密码结构 数据结构说明各模块流程图3.3. 详细设计4.4. 调试与操作说明 5.5. 课程设计总结与体会 8.6. 致谢8.7. 附录9.201. 需求分析文件系统是linux操作系统的重要组成部分，Linux文件具有强大的功能。文件系统中的文件是数据的集合，文件系统不仅包含着文件中的数据而且还有文件系统的结构，所有Linux用户和程序看到的文件、目录、软连接及文件保护信息等都存储在其中。从这我们可以看出文件系统的重要性，要好好掌握，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

2、部实现。2. 概要设计2.1系统的主要功能为Linux系统设计一个简单的二级文件系统，以实现下列功能：可以实现下列几条命令(1) login 用户登录(2) dir 文件目录列表(3) creat 创建文件(4) delete 删除文件(5) open打开文件(6) close关闭文件(7) read读文件(8) write写文件2.2系统模块功能结构本系统是模拟实现多用户多目录的文件系统(8个用户)，在系统出现登录后，输入用户与口令，在用户登录系统后，可建立文件卷，将用户输入的文件保存在指定的文件中。系统 的命令与其命令的具体实现，此模拟系统共提供了login用户登录dir列文件目录mkdi

3、r建立目录create创建文件del删除文件open打开文件read读文件write写文件上述命令，并根据命 令的含义与要求，用C+编程来完成所有具体操作。该系统可以模拟完成用户的登陆和验证，列出文件和目录，新建目录，改变目录，创立和编写文件，删除文件和退出系统等功能。运行环境要求开发环境：windows 平台 +visual C+6.0运行环境：windows全系列平台 Visual C+6.0 linux环境下用g+编译C+开发语言：C+2.3数据结构设计2.3.1用户结构：账号与密码结构typedef struct users(char name8;char pwd10;users;本系

4、统有8个默认的用户名，前面是用户名，后面为密码，用户登陆时只要输入正确便可进入 系统，否则提示失败要求重新输入。users usrarray8=("usr1”,"usr1”,"usr2”,"usr2”,"usr3","usr3","usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr7","usr

5、8","usr8",；2.3.2数据结构说明a) 文件结构链表struct fnode(char filenameFILENAME_LENGTH;int isdir;int isopen;char content255;fnode *parent;fnode *child;fnode *prev;fnode *next;b) 函数介绍fnode *initfile(char filename,int isdir);/初始化文件或目录void createroot();/建立系统根目录int run();系统运行int findpara(char *topara);

6、对参数进行处理bool chklogin(char *users, char *pwd);检查账号与 口 令void help();命令列表int mkdir();建立目录int create();建立文件int read();读取文件int write();写入文件int del();删除文件int cd();切换目录int dir();文件与目录列表2.3.3各模块流程图用户登录1用户退出3. 详细设计确定程序设计的各个模块的算法及内部的数据组织，包括主要代码并描述各种算法3.1用户结构：账号与密码结构typedef struct users(char name8;char pwd10;u

7、sers;本系统有8个默认的用户名，前面是用户名，后面为密码，用户登陆时只要输入正确便可进入 系统，否则提示失败要求重新输入。users usrarray8=("usr1","usr1","usr2","usr2","usr3”,"usr3”,"usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr

8、7","usr8","usr8",；3.2数据结构说明a)文件结构链表struct fnode(char filenameFILENAME_LENGTH;int isdir;int isopen;char content255;fnode *parent;fnode *child;fnode *prev;fnode *next;b)函数介绍fnode *initfile(char filename,int isdir);/初始化文件或目录void createroot();/建立系统根目录int run(); 系统运行int findpara(

9、char *topara);对参数进行处理bool chklogin(char *users, char *pwd);检查账号与 口 令void help();命令列表int mkdir();建立目录int create();建立文件int read();读取文件int write(); 写入文件int del();删除文件int cd();切换目录int dir();文件与目录列表4. 调试与操作说明1 2 1 2 葺序录录 文文程冒1 2 AJ&L 一 Jrr.thLiJfr-二-kL .1/ SS.B93.9H文件建立成巧， linux: / >mkdir 新建目录1lin

10、iinx: />mkd* 新建自泉2linux：z>nkdir 程序1lin<jix：/>irikdii*程序2llnux：Z>dirFILE <FILE> <FILE> <DIR> <D1R> <DIR> <DJR>Total： direc tDif£ linux：/> *C；U te rsAdmi niitrj t&rDesictopDe b ugli. enerflinux：Z>mkdiir 程序2 linux；z>dir FILE， FILE<

11、FILE> <D1R> <DIR><DIR><DIR>tai： directorsde除dix>序删/>X:程已X:nu黑nu11我文111FILE<FILE>DIR<BIR><DIR><DIR>Tntal： directorslinux：/>半：12 12 12 12 禅章录 祥录录 文文普目1 2 文文目目1 2 &一 -#-B-二 -§FrFn.E&-一-fr.B-E一 R Sni4 USLd12 12 鼻录形 文文目目1 匹二一&-二

12、&-二B-_fenJr 建建a片% CiU?ersAdm i n i stratGrXDesktopXDebu glitej(ea区件已删除， linux-/>d ir<FJLE><FILE> <DTR> <D1R> <DJR>Total - d irectoi'slifiux:/>wi*ite tesife目是 仑律写入成功？ linux：/>dii*<FJLE>文件系统设计<F LE><DIR><DR><DIR>otal: dLrecta

13、ts12 12 n录录 文文nnnn 1 B-二 一B-一 - -&- - -Eb二 一 J? «建«建序 卦疾弥新程3linux：/>read腐矗罪矗是=文件系统设计l±nux：/>5. 课程设计总结与体会经过几周的共同努力，在老师提供的帮助的基础上， 我们将程序按要求设计并修改完善， 使其能实现课程设计要求的基本功能。操作系统是计算机科学与技术专业中的一门重要基础 课，目的是让我们了解操作系统的基本概念，理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源，用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。通过课程设计， 可以进一步理解在

14、计算机系统上运行的其它各类操作系统，并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。操作系统课程设计，对于训练我们掌握程序设计、熟悉上机操作和程序调 试技术都有重要作用。重点培养我们的思维能力、创新能力和排错能力。通过课程设计，进一步融会贯通教材内容，掌握程序各功能模块的工作原理，相互联系和来龙去脉，完整地建立系统的概念。激发我的学习热情和主动性，培养我的独立工作能力， 在实践活动中，将所学知识综合运用，增长才干，并积累经验。对编程语言c又有了更深一层次的认识，并对其的编程能力有所加强，但还是很多的不足有待改进，对于编程来说还需要大量的实践，才能在发现问题和解决问题中前进与提高。6. 致谢在这次课

15、程设计的过程中，我得到了许多人的帮助。首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助， 这是我能顺利完成这次报告的主要原因， 更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题， 让我能把系统做提高了自己的设得更加完善。在此期间， 我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野, 计能力。其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计商的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学7. 附录系统的主要源代码#include "stdio.h"#include "iostream

16、.h"#include "string.h"#include "iomanip.h"#define FILENAME_LENGTH 10 / 文件名称长度#define COMMAND_LENGTH 10 / 命令行长度#define PARA_LENGTH 30 /参数长度/账号结构typedef struct userschar name8;char pwd10;users;/文件结构struct fnodechar filenameFILENAME_LENGTH;int isdir;int isopen;char content255;f

17、node *parent;fnode *child;fnode *prev;fnode *next;/账号users usrarray8="usr1”,"usr1”,"usr2”,"usr2”,"usr3”,"usr3”,"usr4”,"usr4”,"usr5","usr5","usr6”,"usr6”,"usr7”,"usr7”,"usr8”,"usr8”,；fnode *initfile(char filenam

18、e,int isdir);void createroot();int run();int findpara(char *topara);bool chklogin(char *users, char *pwd);void help();int mkdir();int create();int read();int write();int del();int cd();int dir();fnode *root,*recent,*temp,*ttemp;charparaPARA_LENGTH,commandCOMMAND_LENGTH,tempparaPARA_LENGTH,recentpara

19、PARA _LENGTH;/创建文件与目录结点fnode* initfile(char filename,int isdir)fnode *node=new fnode;strcpy(node->filename,filename);node->isdir=isdir;node->isopen=0;node->parent=NULL;node->child=NULL;node->prev=NULL;node->next=NULL;return node;/创建文件存储结点void createroot ()recent=root=initfile(&q

20、uot;/",1);root->parent=NULL;root->child=NULL;root->prev=root->next=NULL;strcpy(para,"/");int mkdir()(temp=initfile(" ",1);cin>>temp->filename;if(recent->child=NULL)(temp->parent=recent;temp->child=NULL;recent->child=temp;temp->prev=temp-&g

21、t;next=NULL;else(ttemp=recent->child;while(ttemp->next)(ttemp=ttemp->next;if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)=0&&ttemp->isdir=1)(printf(" 对不起，目录已存在!");return 1;ttemp->next=temp;temp->parent=NULL;temp->child=NULL;temp->prev=ttemp;temp->next=NUL

22、L;return 1;int create()(temp=initfile(" ",0);cin>>temp->filename;cin>>temp->content;if(recent->child=NULL)(temp->parent=recent;temp->child=NULL;recent->child=temp;temp->prev=temp->next=NULL;cout<<"文件建立成功!"<<endl;else(ttemp=recent-&g

23、t;child;while(ttemp->next)(ttemp=ttemp->next;if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)=0&&ttemp->isdir=0)(printf(" 对不起，文件已存在!");return 1;ttemp->next=temp;temp->parent=NULL;temp->child=NULL;temp->prev=ttemp;temp->next=NULL;cout<<" 文件建立成功!&quo

24、t;<<endl;return 1;int dir()(int i=0,j=0;temp=new fnode;temp=recent;if(temp!=root)(cout<<" <DIR>"<<".”<<endl;i+;if(temp->child=NULL)(cout<<"Total: "<<" directors" <<i<<" files"<< j <<endl

25、;return 1;temp=temp->child;while(temp)(if(temp->isdir)(cout<<" <DIR>"<<temp->filename<<endl;i+;else(cout<<" <FILE>"<<temp->filename<<endl;j+;temp=temp->next;cout<<"Total:"<<" directors"

26、 <<i<<"files"<< j <<endl;int read()(char filenameFILENAME_LENGTH;cin>>filename;if(recent->child=NULL)(cout<<"文件不存在!"<<endl;return 1;if(strcmp(recent->child->filename,filename)=0)(cout<<recent->child->content<<en

27、dl;return 1;else(temp=recent->child;while(temp->next)(if(strcmp(temp->next->filename,filename)=0)(cout<<temp->next->content<<endl;return 1;cout<<"文件不存在!"<<endl;int write()(char filenameFILENAME_LENGTH;cin>>filename;if(recent->child=NULL)(c

28、out<<"文件不存在!"<<endl;return 1;if(strcmp(recent->child->filename,filename)=0)(recent->child->isopen=1;/设置文件标记为打开cin>>recent->child->content;recent->child->isopen=0;/设置文件标记为关闭cout<<”文件写入成功！"<<endl;return 1;else(temp=recent->child;w

29、hile(temp->next)(if(strcmp(temp->next->filename,filename)=0)(recent->child->isopen=1;/设置文件标记为打开cin>>temp->next->content;recent->child->isopen=0;/设置文件标记为关闭cout<<"文件写入成功！"<<endl;return 1;cout<<"文件不存在！"<<endl;int cd()( char to

30、paraPARA_LENGTH;cin>>topara;if(strcmp(topara,".")=0)(int i;while(recent->prev)recent=recent->prev;if(recent->parent)(recent=recent->parent;i=strlen(para);while(parai!='/' && i>0) i-;if(i!=0)parai='0'elseparai+1='0'else(findpara(topara);r

31、eturn 1;int findpara(char *topara)(int i=0;int sign=1;if(strcmp(topara,"/")=0)(recent=root;strcpy(para,”/");return 1;temp=recent;strcpy(temppara,para);if(topara0='/')(recent=root->child;i+;strcpy(para,"/");else(if(recent!=NULL && recent!=root) strcat(para,

32、"/");if(recent && recent->child)(if(recent->isdir)recent=recent->child;else(printf(" 路径错误！ n”);return 1;while(i<=strlen(topara) && recent)(int j=0;if(toparai='/' && recent->child)(i+；if(recent->isdir)recent=recent->child;else(printf

33、(" 路径错误 n");return 0;strcat(para,"/");while(toparai!='/' && i<=strlen(topara)(recentparaj=toparai;i+;j+;recentparaj='0'while(strcmp(recent->filename,recentpara)!=0| (recent->isdir!=1)&&recent->next!=NULL)(recent=recent->next;if(strcm

34、p(recent->filename,recentpara)=0)(if(recent->isdir=0)(strcpy(para,temppara);recent=temp;printf("是文件不是目录。n");return 0;strcat(para,recent->filename);if(strcmp(recent->filename,recentpara)!=0 | recent=NULL)(strcpy(para,temppara);recent=temp;printf("输入路径错误n");return 0;ret

35、urn 1; int del() (char filenameFILENAME_LENGTH;cin>>filename;temp=new fnode;if(recent->child)(temp=recent->child;while(temp->next && (strcmp(temp->filename,filename)!=0 | temp->isdir!=0) temp=temp->next;if(strcmp(temp->filename,filename)!=0)(cout<<”不存在该文件！&qu

36、ot;<<endl;return 0;else(cout<<"不存在该文件！"<<endl;return 0;if(temp->parent=NULL)(temp->prev->next=temp->next;if(temp->next)temp->next->prev=temp->prev;temp->prev=temp->next=NULL;else(if(temp->next)temp->next->parent=temp->parent;temp-

37、>parent->child=temp->next;delete temp;cout<<"文件已删除!"<<endl;bool chklogin(char *users, char *pwd)(int i;for(i=0; i<8; i+)(if( (strcmp(users,)=0) && (strcmp(pwd,usrarrayi.pwd)=0) return true;return false;void help(void)cout<<”命令一览”<<endl;cout<<endl;cout<<"create:建立文件。"<<endl;cout<<"read:读取文件。"<<endl;cout<<"write:写入文件，支持多线程"<<endl;cout<<"del :删除文件。"<<endl;cout<<"mkdir:建立目录