操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-模擬文件系統(tǒng)

目錄第1章需求分析……...… ……1第2章概要設(shè)計(jì)……...… ……1系統(tǒng)的主要功能……...… …………….1系統(tǒng)模塊功能結(jié)構(gòu)……...… ……..……1TOC\o"1-5"\h\z2.3運(yùn)行環(huán)境要求 22.4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2第3章詳細(xì)設(shè)計(jì)……...… ……33.1模塊設(shè)計(jì) 3算法流程圖……...… …………..………3第4章系統(tǒng)源代碼……...… …………………4第5章系統(tǒng)測(cè)試及調(diào)試……...… ……………4運(yùn)行結(jié)果及分析……...… ……..………4系統(tǒng)測(cè)試結(jié)論……...… …………..……5第6章總結(jié)與體會(huì)……...… …………………6第7章參考文獻(xiàn)……...… ……6附錄……...… ……………….….7第1章需求分析通過模擬文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，深入理解操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的理論知識(shí)，加深對(duì)教材中的重要算法的理解。同時(shí)通過編程實(shí)現(xiàn)這些算法,更好地掌握操作系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)方法，提高綜合運(yùn)用各專業(yè)課知識(shí)的能力；掌握操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)機(jī)理和各種典型算法，系統(tǒng)地了解操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)思路，并了解操作系統(tǒng)的發(fā)展動(dòng)向和趨勢(shì)。模擬二級(jí)文件管理系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)目的是通過研究Linux的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，模擬設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的二級(jí)文件系統(tǒng)，第一級(jí)為主目錄文件，第二級(jí)為用戶文件。第2章概要設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的主要功能1） 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)根據(jù)輸入的用戶數(shù)目創(chuàng)建主目錄2） 能夠?qū)崿F(xiàn)以下命令：LoginCreateReadWriteDeleteMkdirCd用戶登錄建立文件讀取文件寫入文件刪除文件建立目錄切換目錄Logout退出登錄2.3運(yùn)行環(huán)境要求操作系統(tǒng)windowsxp，開發(fā)工具vc++6.02.4數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用戶結(jié)構(gòu)：賬號(hào)與密碼結(jié)構(gòu)typedefstructusers{charname[8];charpwd[10];}users;本系統(tǒng)有8個(gè)默認(rèn)的用戶名,前面是用戶名,后面為密碼,用戶登陸時(shí)只要輸入正確便可進(jìn)入系統(tǒng),否則提示失敗要求重新輸入。usersusrarray[8]={"usr1","usr1","usr2","usr2","usr3","usr3","usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr7","usr8","usr8",};(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)說明文件結(jié)構(gòu)鏈表structfnode{charfilename[FILENAME_LENGTH];intisdir;intisopen;charcontent[255];fnode*parent;fnode*child;fnode*prev;fnode*next;};函數(shù)介紹fnode*initfile(charfilename[],intisdir);//初始化文件或目錄voidcreateroot();〃建立系統(tǒng)根目錄intrun();系統(tǒng)運(yùn)行intfindpara(char*topara);對(duì)參數(shù)進(jìn)行處理boolchklogin(char*users,char*pwd);檢查賬號(hào)與口令voidhelp();命令列表intmkdir();建立目錄intcreate。;建立文件intread();讀取文件intwrite();寫入文件intdel();刪除文件intcd();切換目錄intdir();文件與目錄列表第3章詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1模塊設(shè)計(jì)此課程設(shè)計(jì)把文本作為研究對(duì)象來模擬操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工作過程。所以用一個(gè)字符串?dāng)?shù)組來模擬磁盤空間，顧名思義，模擬磁盤提供字符的存儲(chǔ)服務(wù)。所有用戶構(gòu)成一個(gè)數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，每個(gè)結(jié)構(gòu)體包括三部分，用戶的用戶名、用戶密碼和文件鏈表〔由于模擬文件系統(tǒng)的文件數(shù)量不多，故文件表采用線性鏈表來存儲(chǔ)。線性表每個(gè)結(jié)點(diǎn)放置一個(gè)文件的FCB,其中存儲(chǔ)一個(gè)文件的信息，文件名、長(zhǎng)度、類型、創(chuàng)建時(shí)間等〕；磁盤空間分配表,采用鏈表結(jié)構(gòu),每個(gè)節(jié)點(diǎn)保存模擬磁盤的一個(gè)邏輯塊的信息,包括塊的最大長(zhǎng)度,文件占用長(zhǎng)度,占用標(biāo)志。如果占用標(biāo)志為0,即該空間可分配給文件。初始化磁盤空間分配表鏈表,首先把整個(gè)模擬磁盤作來一塊,并置占用位為0。當(dāng)有進(jìn)程申請(qǐng)磁盤空間時(shí),從頭開始遍歷,檢查占用位,如果該塊為可分配,則檢查塊大小,假設(shè)塊長(zhǎng)度大于或等于申請(qǐng)空間大小,則把塊的前一部分〔等于申請(qǐng)大小〕分配給文件,并置標(biāo)志位為占用。剩下的大小作來一個(gè)新塊,作來一個(gè)新節(jié)點(diǎn)插入到原節(jié)點(diǎn)的后邊,標(biāo)志位為可用。這樣就實(shí)現(xiàn)了模擬磁盤的線性分配。3.2算法流程圖第4章系統(tǒng)源代碼見附錄見附錄第第5章系統(tǒng)測(cè)試及調(diào)試55?1運(yùn)行結(jié)果及分析pp-了'DiXDebug^CppL.Txc'-usi'8 -usi'8 密吊弓:usrl-usr8你只有三枕機(jī)會(huì)來試驗(yàn)賬號(hào)Logrin:us1'1Logrin:us1'1Pass:usrlcreate:n^ead：write:del:汕Edit'：cd：logoLit:linuix：/>命令—覽>:>aa-0o0o錄錄味女寸苦4〈日目登哭馀立芻支掛合線程錄錄錄交交交交目目登V取待_z晝建讀寫蚩:支持多線程create：read：virite二del:vnkd.iv二cd：logout：lintix:/>create錄錄錄交交交交目目登V取待_z晝建讀寫蚩:支持多線程anlinux>1inux：//createaaa良件建立咸功？linux：/>readalinux：/>writeabb悅件寫入成功？linux：/>readabiblinux=Z>linux:/>dela反件已刪除？linux；Z>reada慎件不存在*linuxcreate:read：write：del:mkdir：cd：logout:linux：/>mk(iirhlinux：/>cdhlinnx：/h>linux：/>nkdiFhlinux：/>cdh1inux:Zh>logontPressanykeytDcontinue5?2系統(tǒng)測(cè)試結(jié)論從運(yùn)行結(jié)果截圖中可以看到，程序分別執(zhí)行了它所包含的7個(gè)功能，并且每個(gè)功能都能正確的執(zhí)行。假設(shè)程序執(zhí)行開始，三次都未輸入正確的帳號(hào)和密碼，■'D:\Debug\Cppl.exE-— .— 0_回I■直"模擬Llnux^系統(tǒng)卩甘呂：Lisrl-usrS 苛碼：lispI-lispB禰只有三諷機(jī)會(huì)來試驗(yàn)賬號(hào)Lo^in二aPa.33=aLogin=aPass:aLocfinPass:aPressans1keytocontinue第6章總結(jié)與體會(huì)雖然我們做過很多次課程設(shè)計(jì)了，但是感覺自己還有好多需要學(xué)習(xí)的地方,接到題目要求時(shí)，設(shè)計(jì)大體的框架，考慮好所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后用高級(jí)編程語言分模塊的把架子的思路編寫出來，調(diào)試，運(yùn)行，再看看是不是符合題目的要求，上網(wǎng)找些資料，看看想想是不是要提高要求，才可以滿足實(shí)際的需要，最后把收集的勞動(dòng)成果組合起來，一個(gè)小程序終于成型了，雖然每次的過程差不多都一樣，但是每次都會(huì)有不同的體會(huì)。通過本次的課程設(shè)計(jì)，使我能夠正確運(yùn)用操作系統(tǒng)課程中所學(xué)的基本理論和知識(shí)，加深了對(duì)文件系統(tǒng)基本概念的理解，以及磁盤文件系統(tǒng)的文件操作。在設(shè)計(jì)過程中，查詢了不少相關(guān)資料，不斷的發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。在對(duì)自己所編寫的源程序段的糾錯(cuò)的過程中，使我更好的理解了操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的理論知識(shí)，同時(shí)在編程時(shí)用到了模塊化的設(shè)計(jì)思想，這種編程方法可以使我們的編程變的更簡(jiǎn)單，可以使我們的查錯(cuò)與糾錯(cuò)變的更方便?？偟膩碚f通過這次的設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)使我學(xué)到了很多在平時(shí)的學(xué)習(xí)中學(xué)不到的很多東西，通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)操作系統(tǒng)和編程產(chǎn)生興趣，我想我會(huì)在這條路上繼續(xù)前進(jìn)下去。我相信，只要不斷的嚴(yán)格要求自己，注意培養(yǎng)自己的思維能力，就一定會(huì)有更大更輝煌的發(fā)展和提高。第7章參考文獻(xiàn)《操作系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)教程》清華大學(xué)出版社胡峰松主編《操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》，清華大學(xué)出版社張麗芬等編著《電腦操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程》清華大學(xué)出版社顏彬等編著附錄系統(tǒng)的主要源代碼#include"stdio.h"#include"iostream.h"#include"string.h"#include"iomanip.h"#defineFILENAME_LENGTH10//文件名稱長(zhǎng)度#defineCOMMAND_LENGTH10//命令行長(zhǎng)度#definePARA_LENGTH30 //參數(shù)長(zhǎng)度//賬號(hào)結(jié)構(gòu)typedefstructusers{charname[8];charpwd[10];}users;//文件結(jié)構(gòu)structfnode{charfilename[FILENAME_LENGTH];intisdir;intisopen;charcontent[255];fnode*parent;fnode*child;fnode*prev;fnode*next;};//賬號(hào)usersusrarray[8]={"usr1","usr1","usr2","usr2","usr3","usr3","usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr7","usr8","usr8",};fnode*initfile(charfilename[],intisdir);voidcreateroot();intrun();intfindpara(char*topara);boolchklogin(char*users,char*pwd);voidhelp();intmkdir();intcreate();intread();intwrite();intdel();intcd();intdir();fnode*root,*recent,*temp,*ttemp;charpara[PARA_LENGTH],command[COMMAND_LENGTH],temppara[PARA_LENGTH],recentpara[PARA_LENGTH];//創(chuàng)建文件與目錄結(jié)點(diǎn)fnode*initfile(charfilename[],intisdir){fnode*node=newfnode;strcpy(node->filename,filename);node->isdir=isdir;node->isopen=0;node->parent=NULL;node->child=NULL;node->prev=NULL;node->next=NULL;returnnode;}//創(chuàng)建文件存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)voidcreateroot(){recent=root=initfile("/",1);root->parent=NULL;root->child=NULL;root->prev=root->next=NULL;strcpy(para,"/");}intmkdir(){temp=initfile("",1);cin>>temp->filename;if(recent->child==NULL){temp->parent=recent;temp->child=NULL;recent->child=temp;temp->prev=temp->next=NULL;}else{ttemp=recent->child;while(ttemp->next){ttemp=ttemp->next;if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==1){printf(”對(duì)不起，目錄已存在!")；return1;}}ttemp->next=temp；temp->parent=NULL；temp->child=NULL；temp->prev=ttemp；temp->next=NULL；}return1；}intcreate(){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；coutvv"文件建立成功!"vvendl;}else{ttemp=recent->child;while(ttemp->next){ttemp=ttemp->next;if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==0){printf(“對(duì)不起，文件已存在!")；return1;}}ttemp->next=temp；temp->parent=NULL；temp->child=NULL；temp->prev=ttemp；temp->next=NULL；coutvv"文件建立成功!"vvendl;}return1;}intdir(){inti=0，j=0;temp=newfnode;temp=recent;if(temp!=root){cout<<"\<DIR>"<<".."<<endl;i++;}if(temp->child==NULL){cout<<"Total:"<<"directors"<<i<<"files"<<j<<endl;return1;}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"<<i<<"files"<<j<<endl;}intread(){charfilename[FILENAME_LENGTH];cin>>filename;if(recent->child==NULL){coutvv"文件不存在!"vvendl;return1;}if(strcmp(recent->child->filename,filename)==0){cout<<recent->child->content<<endl;return1;}else{temp=recent->child;while(temp->next){if(strcmp(temp->next->filename,filename)==0){cout<<temp->next->content<<endl;return1;}}coutvv"文件不存在!"<<endl;}}intwrite(){charfilename[FILENAME_LENGTH];cin>>filename;if(recent->child==NULL){coutvv"文件不存在!"vvendl;return1;}if(strcmp(recent->child->filename,filename)==0){recent->child->isopen=l;〃設(shè)置文件標(biāo)記為打開cin>>recent->child->content;recent->child->isopen=0;〃設(shè)置文件標(biāo)記為關(guān)閉coutvv"文件寫入成功!"vvendl;returnl;}else{temp=recent->child;while(temp->next){if(strcmp(temp->next->filename,filename)==0){recent->child->isopen=l;〃設(shè)置文件標(biāo)記為打開cin>>temp->next->content;recent->child->isopen=0;〃設(shè)置文件標(biāo)記為關(guān)閉coutvv"文件寫入成功!"vvendl;returnl;}}coutvv"文件不存在!"<<endl;}}intcd(){chartopara[PARA_LENGTH];cin>>topara;if(strcmp(topara,"..")==0){inti;while(recent->prev)recent=recent->prev;if(recent->parent){recent=recent->parent;}i=strlen(para);while(para[i]!='/'&&i>0)i--;if(i!=0)para[i]='\0';elsepara[i+l]='\0';}else{findpara(topara);}returnl;}intfindpara(char*topara){inti=0;intsign=l;if(strcmp(topara,"/")==0){recent=root;strcpy(para,"/");return1;}temp=recent;strcpy(temppara,para);if(topara[0]=='/'){recent=root->child;i++;strcpy(para,"/");}else{if(recent!=NULL&&recent!=root)strcat(para,"/");if(recent&&recent->child){if(recent->isdir)recent=recent->child;else{printf(“路徑錯(cuò)誤！\n");return1;}}}while(i<=strlen(topara)&&recent){intj=0;if(topara[i]=='/'&&recent->child){i++;if(recent->isdir)recent=recent->child;else{printf("路徑錯(cuò)誤\n");return0;}strcat(para,"/");}while(topara[i]!='/'&&i<=strlen(topara)){recentpara[j]=topara[i];i++;j++;}recentpara[j]='\0';while((strcmp(recent->filename,recentpara)!=0||(recent->isdir!=1))&&recent->next!=NULL){recent=recent->next;}if(strcmp(recent->filename,recentpara)==0){if(recent->isdir==0){strcpy(para,temppara);recent=temp;printf(“是文件不是目錄。\n");return0;}strcat(para,recent->filename);}if(strcmp(recent->filename,recentpara)!=0||recent==NULL){strcpy(para,temppara);recent=temp;printf("輸入路徑錯(cuò)誤\n");return0;}}return1;}intdel(){charfilename[FILENAME_LENGTH];cin>>filename;temp=newfnode;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){coutvv"不存在該文件！"vvendl;return0;}}else{coutvv"不存在該文件！"vvendl;return0;}if(temp->parent==NULL){temp->prev->next=temp->next;if(temp->next)temp->next->prev=temp->prev;temp->prev=temp->next=NUL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