计算机操作系统课程设计

1、.计算机操作系统课程设计班级：计 091-1：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

2、， 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：048*548*5+44*5048*5+44*50+264*200用户区文件目录区文件数据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

3、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

4、;/ 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

5、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 <stdio.h>#include "myuserfile.h"class MSysterm/ 封装了管理系统的方法/ 成员变量private:FILE *myfile;MU

6、ser 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 <stdio.h>class MUser/ 封装了管理文件的方法/ 成员变量public:FILE *myfile;char name20;/ 用户名cha

7、r 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

8、换是否锁定状态private:int isSame(char filename_f20,char filename_s20);Mymain.cpp#include <stdio.h>#include <iostream>#include "mysys.h"#include <limits>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cou

9、t<<" 虚拟磁盘文件不存在，是否生成？ Y/N "<<endl; cin>>nod1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>: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

10、间失败！即将退出。"<<endl;cin>>nod1;return 2;cout<<" 创建完成！是否创建用户？Y/N "<<endl;cin>>nod1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); /清空输入流if(nod1='Y'|nod1='y')if(mysys.createuser()=1)/创建用户cout<<"

11、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

12、选择： "<<endl;cout<<"1. 登录 "<<endl<<"2. 注册 "<<endl<<"3. 退出 "<<endl;cout<<"*"<<endl;cin>>n_select;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); /清空输入流if (n_se

13、lect = 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。 "<<endl; cin>>nod1;return 5;break;

14、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 <iostream>#include <std

15、io.h>#include <limits>/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

16、=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(fwrit

17、e(&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);retur

18、n 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

19、(&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："<<endl;cin>>ms_;ci

20、n.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>: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.isu

21、se=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

22、 (issame = 1)cout<<" 用户名重复！请重新输入："<<endl;break;fseek(myfile,24,1);if (i>=6)for (;)/ 输入密码cout<<" 请输入密码，最多19 位。 "<<endl;cin>>ms_user.psd;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空输入流 cout<<"

23、 请再次输入密码： "<<endl;cin>>ms_user2.psd;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>: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<<"&qu

24、ot;<<ms_user2.psd<<""<<m<<endl;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",

25、"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：&q

26、uot;<<endl;cin>>ms_;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>: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

27、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

28、 = 0;break;else.issame = 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： "<<endl;cin>>ms_user.psd;cin.c

29、lear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>: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_u

30、ser2.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.f

31、close(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;cout<<endl<<"* *"<<endl;cout<<" 当前目录下的文件："<&

32、lt;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<<&q

33、uot;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<<"*"<<endl;cin>>m_point;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); /清空输入流switch (m_point)case 1:if (

34、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 )"<<endl;cin>>m_name1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); /清空输入流myget = myuser.viewFile(m_name1);switch (myget).cas

35、e 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！ "<<en

36、dl;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！"<<en

37、dl;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 )"<<endl; cin>>m_name1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空输入流 myget = myu

38、ser.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

39、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 )"<<endl;cin>>m_name1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'

40、); /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;

41、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 )"<<endl;ci

42、n>>m_name1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>: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<

43、;<" 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

44、 = 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cout<<<<endl;Myuserfile.cpp#include <iostream>#include <stdio.h>#include <iomanip>#include <limits>/用于清除残留的输入流#include "

45、;myuserfile.h"#include "allstruct.h"using 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='

46、;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),nowadd

47、ress+)/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*

48、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 )： "<<endl;cin>>f_name;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); /清空输入流fseek(myfile,48*5,0);