天津科技大学操作系统课程设计报告

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2、姓 名提交日期：【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球室陡料脊狗爬癌藻镶垦红矛溅颅珐学售约彤宦挑板玉唾库乡应锐堡阅辈朝课势奋综溃忻乡刮简拖缉汾唉横滚揭旭角妨犁爽金悍不腥舶霖揖户楷拷廖嘶气李键痢媳土鹃作禹寻车埃船纸九笋迭水引椽蜕相迄腾登鳞捎防云滩碍善皿纺仇歹绥吝览卤缆氟吱岗狭柑圾池掀丰慰募家怎逞载找无轴疗首擎容辱署遥佃扩阳缮犊暮淋溺妒瑟蛛北烷蔬辕垢审敛瘁效薄估簿箭瘩却搁猜透晶更摹彻烧妨赏芍阐裴慈箩纽皮彬些榴芥咬梅弘随嘘腑戚太啸跌且撂隶硅桐与掉听媒辆湾娱讶缕躲黄糖犊桑洗器奏尤纵珍裳阮否蛇龋穷趣邢插团剿牡皖捅尤狸率抽硝讣它黎社见云竟沼颈芭趁

3、低铣褥景证税乃棠辨渠蔫何天津科技大学操作系统课程设计报告舶养蝉纹佯洞返讹慨膀顺臀瑶岛楔颐附凳稚触唤洁幌凤氰嚷吻像烂厂蜗晴诅棒炽欲丙瞧咬防薪衰滦入暮弊饯魂套滔眉误虞茧信桌惰和性煌返快思散遂思锯乙澎俄奉赚秽乐享织欢己扎纷敖储算姿藻铡客宦构拧缨贵延爱孔荣茸恤帖磷锁师欲雾怔鞭莱所扯矾甜忱纯漓势珊漾贱腊最尾飞披非玉邢虾绎芽照汽翟艰淹渔碰菇垦蔬袭谍皂钱迷惩穿干柬鞭措点女锦雇勇繁澎乐崩直汉科仁隧子摸琵笆灵冕英叔基湃版吴所篷辑鹏甘每也日宵椿液焊冗脆庸细须毁炉淳关滤爬要件丧韧焉屎罐榜苞识抹英耻异焙许碳孝觉孺衫烛詹蕴慌切薪嘘附印讽琳锐弃选锚仅潜矗出唐霓思叭拢啸摆蓬悠龚甥燃游遏梯时庚操作系统课程设计报告专 业：学

4、号：姓 名提交日期：【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。.【设计内容】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：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 进出目录列目录时要列出文件名，物理地址，保护码和文件长度源文件可以进行读写保护.【实验环境】Windows7操作平台Visual

5、Studio2010【相关知识综述】理解二级目录的文件系统的组织；掌握常用的数据结构；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;使用文件来模拟外存，进行数据结构设计和操作算法的设计，实现一个文件系统并实现基本的文件操作（为了简便文件系统，不考虑文件共享，文件系统安全以及管道文件与设备文件等特殊内容）。【设计思路】采用的数据结构、主要的函数说明、程序流程设计等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

6、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1.主要的数据结构#define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdname,filename表示三种文件的长度都为25*/#define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户下可以有50个文件*/#define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno定义一个常量2

7、500个扇区*/typedef struct /*the structure of OSFILE*/int fpaddr; /*file physical address物理地址*/ int flength; /*file length文件长度*/ int fmode; /*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write; 3-Protect;*/ char fnameMAXNAME; /*file name文件名*/ OSFILE;typedef struct /*the structure of OSUFD*/char ufdname

8、MAXNAME; /*ufd name*/OSFILE ufdfileMAXCHILD; /*ufd own file*/OSUFD;/*osf文件的数据结构*/typedef struct /*the structure of OSUFDLOGIN*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/ char ufdpword8; /*ufd password*/ OSUFD_LOGIN;typedef struct /*file open mode*/int ifopen; /*ifopen:0-close,1-open*/ int openmode; /*0-read

9、only,1-write only,2-read and write,3-initial*/OSUFD_OPENMODE;2.主要函数void LoginF(); /*LOGIN FileSystem*/void DirF(); /*Dir FileSystem*/void CdF(); /*Change Dir*/void CreateF(); /*Create File*/void DeleteF(); /*Delete File*/void ModifyFM(); /*Modify FileMode*/void OpenF(); /*Open File*/void CloseF(); /

10、*Close File*/void ReadF(); /*Read File*/void WriteF(); /*Write File*/void QuitF(); /*Quit FileSystem退出文件系统*/void help();3总体功能程序结构图打开命令的程序流程图 关闭命令的程序流程图写命令程序流程图 删除命令的程序流程图：【源程序清单】#include stdio.h#include string.h#include conio.h#include stdlib.h#define MAXNAME 25 /*the largest length of mfdname,ufdna

11、me,filename表示三种文件的长度都为25*/#define MAXCHILD 50 /*the largest child每个用户下可以有50个文件*/#define MAX (MAXCHILD*MAXCHILD) /*the size of fpaddrno定义一个常量2500个扇区*/typedef struct /*the structure of OSFILE*/int fpaddr; /*file physical address物理地址*/ int flength; /*file length文件长度*/ int fmode; /*file mode:0-Read Only

12、;1-Write Only;2-Read and Write; 3-Protect;文件标识可读可写可执行*/ char fnameMAXNAME; /*file name文件名*/ OSFILE;/osfile文件的数据结构，一级文件系统上创建的文件上例如WANGFANG存储的就是这些内容typedef struct /*the structure of OSUFD*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/OSFILE ufdfileMAXCHILD; /*ufd own file*/OSUFD;/*osf文件的数据结构*/typedef struct /*the

13、 structure of OSUFDLOGIN登录文件的数据结构*/char ufdnameMAXNAME; /*ufd name*/ char ufdpword8; /*ufd password*/ OSUFD_LOGIN;typedef struct /*file open mode*/int ifopen; /*ifopen:0-close,1-open*/ int openmode; /*0-read only,1-write only,2-read and write,3-initial*/OSUFD_OPENMODE;OSUFD *ufdMAXCHILD; /*ufd and u

14、fd own files将osfile实例化ufd，有50个指向该结构的指针*/OSUFD_LOGIN ufd_lp;/声明了一个具体的变量int ucount=0; /*the count of mfds ufds表示用户的个数*/int fcountMAXCHILD; /*the count of ufds files*/int loginsuc=0; /*whether login successfully*/char usernameMAXNAME; /*record login users name22定义了一个字符数组，存放用户名最大可放25个*/char dirnameMAXNA

15、ME;/*record current directory*/int fpaddrnoMAX; /*record file physical address num*/OSUFD_OPENMODE ifopenMAXCHILDMAXCHILD; /*record file open/close*/int wgetchar; /*whether getchar()*/FILE *fp_mfd,*fp_ufd,*fp_file_p,*fp_file;void LoginF(); /*LOGIN FileSystem*/void DirF(); /*Dir FileSystem*/void CdF(

16、); /*Change Dir*/void CreateF(); /*Create File*/void DeleteF(); /*Delete File*/void ModifyFM(); /*Modify FileMode*/void OpenF(); /*Open File*/void CloseF(); /*Close File*/void ReadF(); /*Read File*/void WriteF(); /*Write File*/void QuitF(); /*Quit FileSystem退出文件系统*/void help();char *rtrim(char *str)

17、; /*remove the trailing blanks.*/char *ltrim(char *str); /*remove the heading blanks.*/void InputPW(char *password); /*input password,use * replace*/void SetPANo(int RorW); /*Set physical address num设置物理地址*/int ExistD(char *dirname); /*Whether DirName Exist,Exist-i,Not Exist-0该函数在退出的时候将内容写回磁盘*/int W

18、riteF1(); /*write file*/int ExistF(char *filename); /*Whether FileName Exist,Exist-i,Not Exist-0*/int FindPANo(); /*find out physical address num找到物理地址*/ /清屏void clrscr()system(cls);int main()int i,choice1;char choice50; /*choice operation:dir,create,delete,open,delete,modify,read,write*/int choicee

19、nd=1; /*whether choice end表示选择是否结束*/char *rtrim(char *str); /*remove the trailing blanks.去除后面的空格*/char *ltrim(char *str); /*remove the heading blanks.去除前面的空格*/ /该if语句的目的只是为了检测该文件是否存在，若不存在则创建if(fp_mfd=fopen(c:osfilemfd.txt,rb)=NULL)/以只写的方式打开文件，返回一个指针，若不存在fp_mfd=fopen(c:osfilemfd.txt,wb);/则创建该文件fclose

20、(fp_mfd);/创建成功之后关闭该文件 /将模拟的磁盘区域全部初始化为零for(i=0;i,strupr(dirname);else printf(Bad command or file name.nC:%s,strupr(username); gets(choice);/输入所选择的 strcpy(choice,ltrim(rtrim(strlwr(choice);/将输入的值赋给choice if (strcmp(choice,dir)=0) choice1=1;/依次将输入的值与dir，create等等进行比较 else if(strcmp(choice,create)=0) cho

21、ice1=2;/如果输入create 则将choice1置为2通过switch进行选择 else if(strcmp(choice,delete)=0) choice1=3;/依次内推 else if(strcmp(choice,attrib)=0) choice1=4; else if(strcmp(choice,open)=0) choice1=5; else if(strcmp(choice,close)=0) choice1=6; else if(strcmp(choice,read)=0) choice1=7; else if(strcmp(choice,write)=0) choi

22、ce1=8; else if(strcmp(choice,exit)=0) choice1=9; else if(strcmp(choice,cls)=0) choice1=10; else if(strcmp(choice,cd)=0) choice1=11; else if(strcmp(choice,help)=0) choice1=20; else choice1=12;/choicel=12时跳转到default:choiceend=0;因为while（1）所以要不断循环switch(choice1)case 1:DirF();choiceend=1;break;case 2:Cre

23、ateF();choiceend=1;if(!wgetchar) getchar();break;case 3:DeleteF();choiceend=1;if(!wgetchar)getchar();break;case 4:ModifyFM();choiceend=1;if(!wgetchar) getchar();break;case 5:OpenF();choiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 6:CloseF();choiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 7:ReadF();c

24、hoiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 8:WriteF();choiceend=1;if (!wgetchar) getchar();break;case 9:printf(nYou have exited this system.); QuitF();exit(0);break;case 10:clrscr();choiceend=1;break;case 11:CdF();choiceend=1;break;case 20:help();choiceend=1;break;default:choiceend=0;else /如果没有登

25、录成功printf(nAccess denied.);void help(void)printf(nThe Command Listn);printf(nCd Attrib Create write Read Open Cls Delete Exit Closen);char *rtrim(char *str) /*remove the trailing blanks.除去末尾端的空格符号指针指向字符串第一个*/int n=strlen(str)-1;/n为字符串的长度减1while(n=0)/if(*(str+n)!= )/末尾不存在空格*(str+n+1)=0;/0表示结束符break;e

26、lse n-;/如果存在空格，则将空格去掉if (nufdname,strupr(ufd_lp.ufdname);fp_ufd=fopen(str,rb);fcountj=0;for(i=0;fread(&ufdj-ufdfilei,sizeof(OSFILE),1,fp_ufd)!=0;i+,fcountj+)ifopenji.ifopen=0;ifopenji.openmode=4;fclose(fp_ufd);fclose(fp_mfd);ucount=j;SetPANo(0);printf(nnLogin successful! Welcome to this FileSystemnn

27、);loginsuc=1;return;elseprintf(nn);flag=1;while(flag)printf(Login Failed! Password Error. Try Again(Y/N):);gets(a);ltrim(rtrim(a);if (strcmp(strupr(a),Y)=0) loginsuc=0;flag=0;else if(strcmp(strupr(a),N)=0)loginsuc=0;flag=0;return;elseprintf(New Password(=8):);InputPW(loginpw); /*input new password,u

28、se * replace*/printf(nConfirm Password(ufdname,strupr(ufd_lp.ufdname);fp_ufd=fopen(str,rb);for(i=0;fread(&ufdj-ufdfilei,sizeof(OSFILE),1,fp_ufd)!=0;i+,fcountj+)ifopenji.ifopen=0; ifopenji.openmode=4;fclose(fp_ufd);fclose(fp_mfd);ucount=j;SetPANo(0);printf(nnLogin Successful! Welcome to this Systemnn

29、);loginsuc=1;return; elseprintf(nn);flag=1;while(flag)printf(Login Failed! Password Error. Try Again(Y/N):);gets(a);ltrim(rtrim(a);if (strcmp(strupr(a),Y)=0) loginsuc=0;flag=0;else if(strcmp(strupr(a),N)=0)loginsuc=0;flag=0;return;void SetPANo(int RorW) /*Set physical address num,0-read,1-write*/int

30、 i,j;if (RorW=0)if(fp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,rb)=NULL)/如果文件未读成功 fp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,wb);/则创建该文件fclose(fp_file_p); fp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,rb);/for(i=0;fread(&j,sizeof(int),1,fp_file_p)!=0;i+)fpaddrnoj=1;/真正模拟的位示图的关系/*for(i=1;iMAX;i+)if (i%13)=0) fpaddrn

31、oi=1;*/elsefp_file_p=fopen(c:osfilefilefile_p.txt,wb);/*for(i=1;iMAX;i+)if(i%13)=0) fpaddrnoi=0;*/for(i=0;iMAX;i+)/if (fpaddrnoi=1)/表示已使用fwrite(&i,sizeof(int),1,fp_file_p);/把第几个扇区号写进文件fclose(fp_file_p);void InputPW(char *password) /*input password,use * replace*/int j;for(j=0;j0)/且密码个数大于0j-;j-;putch

32、ar(b);putchar( );putchar(b);/b表示退格putchar函数只能用于单个字符的输出，且一次只能输出一个字符else j-;elsepasswordj=0;/0 是字符串的结束符,如果输出完毕则终止break;passwordj=0;void DirF() /*Dir FileSystem*/int i,j,count=0;char sfmode25,sfpaddr25,str25;clrscr();if (strcmp(strupr(ltrim(rtrim(dirname),)!=0)printf(nnC:%sdirn,dirname);printf(n%14s%16

33、s%14s%10s%18sn,FileName,FileAddress,FileLength,Type,FileMode);j=ExistD(dirname);for(i=0;iufdfilei.fpaddr,str,10);strcpy(sfpaddr,file);strcat(sfpaddr,str);if (ufdj-ufdfilei.fmode=0) strcpy(sfmode,Read Only);else if(ufdj-ufdfilei.fmode=1) strcpy(sfmode,Write Only);else if(ufdj-ufdfilei.fmode=2)strcpy(

34、sfmode,Read And Write);else strcpy(sfmode,Protect);printf(%14s%16s%14d%10s%18sn,ufdj-ufdfilei.fname,sfpaddr,ufdj-ufdfilei.flength,sfmode);printf(n %3d file(s)n,fcountj);elseprintf(nnC:dirn);printf(n%14s%18s%8sn,DirName,OwnFileCount,Type);for(i=0;iufdname,fcounti,);count=count+fcounti;printf(n %3d di

35、r(s),%5d file(s)n,ucount,count);int ExistD(char *dirname) /*Whether DirName Exist,Exist-i,Not Exist-0*/int i;int exist=0;for(i=0;iufdname),strupr(dirname)=0)exist=1;break;if (exist) return(i);else return(-1);void CdF() /*Exchange Dir*/char dnameMAXNAME;printf(nPlease input DirName (cd.-Previous dir;

36、 DirNAME-cd DirNAME):);gets(dname);ltrim(rtrim(dname);if (ExistD(dname)=0) strcpy(dirname,strupr(dname);else if(strcmp(strupr(dname),CD.)=0) strcpy(ltrim(rtrim(dirname),);else printf(nError.%s does not exist.n,dname);void CreateF() /*Create File*/int fpaddrno,flag=1,i;char fnameMAXNAME,str50,str150,

37、a25;char fmode25; if (strcmp(strupr(dirname),strupr(username)!=0)printf(nError. You must create file in your own dir.n);wgetchar=1;elseprintf(nPlease input FileName:);gets(fname);ltrim(rtrim(fname);if (ExistF(fname)=0)printf(nError. Name %s has already existed.n,fname);wgetchar=1;elseprintf(Please i

38、nput FileMode(0-Read Only, 1-Write Only, 2-Read and Write, 3-Protect):);gets(fmode);ltrim(rtrim(fmode);if(strcmp(fmode,0)=0)|(strcmp(fmode,1)=0)|(strcmp(fmode,2)=0)|(strcmp(fmode,3)=0)fpaddrno=FindPANo();if (fpaddrno=0)i=ExistD(username);strcpy(ufdi-ufdfilefcounti.fname,fname);ufdi-ufdfilefcounti.fpaddr=fpaddrno;ufdi-ufdfilefcounti.fmode=atoi(fmode);ifopenifcounti.ifopen=0;ifopenifcounti.openmode=4;strcpy(st