操作系统课程设计文件系统_操作系统课程设计文件
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模拟一个简单二级文件管理系统
设计目的：通过具体的文件存储空间的管理、文件的物理结构、目录结构和文件操作的实现，加深对文件系统内部功能和实现过程的理解。
设计内容：模拟一个简单二级文件管理系统一、实验内容描述 1 实验目标
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及内部实现.2 实验要求
为DOS系统设计一个简单的二级文件系统.要求做到以下几点： ①可以实现下列命令： login 用户登录 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、程序主要内容
1设计思路
程序中要求每个用户在登陆后才可对其拥有的文件进行操作，用户对于其他用户的文件无操作权.文件操作包括浏览、创建、删除、打开、关闭、阅读、写入、修改模式.其他操作包括新建用户、帮助、用户登入、用户登出、退出系统.在程序文件夹下有个名为“file”的系统根目录，此目录下包括：一个名为“mfd”的文件，记录所有注册过的帐号及密码；用户文件，以用户名作为文件名，内容为其拥有的文件名及属性；一个名为“keiji”的文件夹.“keiji”文件夹中包括：“file.p”指针文件，记录所有已用的物理地址；一些以物理地址为名的文件，内容为文件内容.2 数据结构
file结构体系统文件数据结构：
fpaddrint，文件的物理地址、flengthint，文件长度、fmodeint，文件模式 0.只读；1.可写；2.可读写；3.保护、fname[]char，文件名； filemode结构体文件状态数据结构：
isopenint，文件当前状态，0.关闭；1.打开、modeint，文件模式 0.只读；1.可写；2.可读写；3.初始化；
user结构体用户信息数据结构：
uname[]char，用户名、upaword[]char，用户密码； userfile结构体用户文件数据结构：
uname[]char，用户名、ufile[]file，用户拥有的文件数组.代码：
#include
#include
#include
#include
#include
#define MaxUser 100
//定义最大MDF主目录文件
#define MaxDisk 512*1024
//模拟最大磁盘空间
#define commandAmount 12
//对文件操作的指令数
//存储空间管理有关结构体和变量
char disk[MaxDisk];
//模拟512K的磁盘存储空间
typedef struct distTable //磁盘块结构体
{
int maxlength;
int start;
int useFlag;
distTable *next;
}diskNode;
diskNode *diskHead;
struct fileTable
//文件块结构体
{
char fileName[10];
int strat;
//文件在磁盘存储空间的起始地址
int length;
//文件内容长度
int maxlength;
//文件的最大长度
char fileKind[3];
//文件的属性——读写方式
struct tm *timeinfo;
bool openFlag;
//判断是否有进程打开了该文件
//fileTable *next;
};
//两级目录结构体
typedef struct user_file_directory //用户文件目录文件UFD
{
//char fileName[10];
fileTable *file;
user_file_directory *next;
}UFD;
//UFD *headFile;
typedef struct master_file_directory //主文件目录MFD
{
char userName[10];
char paword[10];
UFD *user;
}MFD;
MFD userTable[MaxUser];
int used=0;
//定义MFD目录中用已有的用户数
//文件管理
void fileCreate(char fileName[],int length,char fileKind[]);
//创建文件
void fileWrite(char fileName[]);
//写文件
void fileCat(char fileName[]);
//读文件
void fileRen(char fileName[],char rename[]);
//重命名文件
void fileFine(char fileName[]);
//查询文件
void fileDir(char UserName[]);
//显示某一用户的所有文件
void fileClose(char fileName[]);
//关闭已打开的文件
void fileDel(char fileName[]);
//删除文件
void chmod(char fileName[],char kind[]);
//修改文件的读写方式
int requestDist(int &startPostion,int maxLength);//磁盘分配查询
void initDisk();
//初始化磁盘
void freeDisk(int startPostion);
//磁盘空间释放
void diskShow();
//显示磁盘使用情况
//用户管理
void userCreate();
int login();
int userID=-1;
//用户登录的ID号，值为-1时表示没有用户登录
int main()
{
char order[commandAmount][10];
strcpy(order[0],“create”);
strcpy(order[1],“rm”);
strcpy(order[2],“cat”);
strcpy(order[3],“write”);
strcpy(order[4],“fine”);
strcpy(order[5],“chmod”);
strcpy(order[6],“ren”);
strcpy(order[7],“dir”);
strcpy(order[8],“close”);
strcpy(order[9],“return”);
strcpy(order[10],“exit”);
strcpy(order[11],“df”);
char command[50],command_str1[10],command_str2[10],command_str3[5],command_str4[3];
int i,k,j;
int length;
initDisk();
//初始化磁盘
for(i=0;i
//初始化用户UFD目录文件的头指针
{
userTable[i].user=(UFD *)malloc(sizeof(UFD));
userTable[i].user->next=NULL;
}
while(1)
{
printf(“********************************************n”);
printf(“
1、Creat usern”);
printf(“
2、loginn”);
printf(“********************************************n”);
printf(“Please chooce the function key:>”);
int choice;
scanf(“%d”,&choice);
if(choice==1)userCreate();
else if(choice==2)userID=login();
else printf(“您的输入有误，请重新选择n”);
while(userID!=-1)
{
fflush(stdin);
printf(“———————————————————————————————————————n”);
printf(“ create-创建 格式：create a1 1000 rw,将创建名为a1,长度为1000字节可读可写的文件n”);
printf(“ rm-删除 格式：rm a1,将删除名为a1的文件n”);
printf(“ cat-查看文件内容 格式：cat a1,显示a1的内容n”);
printf(“ write-写入
格式：write a1n”);
printf(“ fine-查询 格式：fine a1 ,将显示文件 a1的属性n”);
printf(“ chmod-修改 格式：chmod a1 r,将文件a1的权限改为只读方式n”);
printf(“ ren-重命名 格式：ren a1 b1 ,将a1改名为b1n”);
printf(“ dir-显示文件 格式：dir aaa,将显示aaa用户的所有文件n”);
printf(“ df-显示磁盘空间使用情况 格式：dfn”);
printf(“ close-关闭文件 格式：close a1,将关闭文件a1n”);
printf(“ return-退出用户，返回登录界面n”);
printf(“ exit-退出程序n”);
printf(“————————————————————————————————————————n”);
printf(“please imput your command:>”);
gets(command);
int select;
for(i=0;command[i]!=' '&&command[i]!=' ';i++)
//command_str1字符串存储命令的操作类型
command_str1[i]=command[i];
k=i;
command_str1[k]=' ';
for(i=0;i
{
if(!strcmp(command_str1,order[i]))
{
select=i;
break;
}
}
if(i==commandAmount)
{
printf(“您输入的命令有误，请重新输入n”);
continue;
}
for(i=k+1,k=0;command[i]!=' //commmand_str2字符串存储文件名或用户名
command_str2[k]=command[i];
command_str2[k]=' ';
k=i;
switch(select)
{
case 0:for(i=k+1,k=0;command[i]!=' ';i++,k++)
command_str3[k]=command[i];
command_str3[k]=' ';
k=i;
j=1;
length=0;
//初始化文件长度
for(i=strlen(command_str3)-1;i>=0;i--)
//把字符串转换为十进制
{
length+=(command_str3[i]-48)*j;
j*=10;
}
'&&command[i]!=' ';i++,k++)
for(i=k+1,k=0;command[i]!=' '&&command[i]!=' ';i++,k++)
command_str4[k]=command[i];
command_str4[k]=' ';
fileCreate(command_str2,length,command_str4);break;
case 1:fileDel(command_str2);break;
case 2:fileCat(command_str2);break;
case 3:
fileWrite(command_str2);break;
case 4:fileFine(command_str2);break;
case 5:for(i=k+1,k=0;command[i]!=' '&&command[i]!=' ';i++,k++)
command_str3[k]=command[i];
command_str3[k]=' ';
chmod(command_str2,command_str3);break;
case 6:for(i=k+1,k=0;command[i]!=' ';i++,k++)
command_str3[k]=command[i];
command_str3[k]=' ';
fileRen(command_str2,command_str3);break;
case 7:fileDir(command_str2);break;
case 8:fileClose(command_str2);break;
case 9:UFD *p;
for(p=userTable[userID].user->next;p!=NULL;p=p->next)//退出用户之前关闭所有打的文件
if(p->file->openFlag)
p->file->openFlag=false;
system(“cls”);
userID=-1;break;
case 10:exit(0);break;
case 11:diskShow();break;
}
}
}
return 0;
}
void userCreate()
{
char c;
char userName[10];
int i;
if(used
{
printf(“请输入用户名：”);
for(i=0;c=getch();i++)
{
if(c==13)break;
else
userName[i]=c;
printf(“%c”,c);
}
userName[i]=' ';
for(i=0;i
{
if(!strcmp(userTable[i].userName,userName))
{
printf(“n”);
printf(“该用户名已存在,创建用户失败n”);
system(“pause”);
return;
}
}
strcpy(userTable[used].userName,userName);
printf(“n”);
printf(“请输入密码：”);
for(i=0;c=getch();i++)
{
if(c==13)break;
else
userTable[used].paword[i]=c;
printf(“*”);
}
userTable[userID].paword[i]=' ';
printf(“n”);
printf(“创建用户成功n”);
used++;
system(“pause”);
}
else
{
printf(“创建用户失败，用户已达到上限n”);
system(“pause”);
}
fflush(stdin);
}
int login()
{
char name[10],psw[10];
char c;
int i,times;
printf(“请输入用户名:”);
for(i=0;c=getch();i++)
{
if(c==13)break;
else
name[i]=c;
printf(“%c”,c);
}
name[i]=' ';
for(i=0;i
{
if(!strcmp(userTable[i].userName,name))
break;
}
if(i==used)
{
printf(“n您输入的用户名不存在n”);
system(“pause”);
return-1;
}
for(times=0;times
{
memset(psw,' ',sizeof(psw));
printf(“n请输入密码:”);
for(i=0;c=getch();i++)
{
if(c==13)break;
else
psw[i]=c;
printf(“*”);
}
printf(“n”);
for(i=0;i
{
if(!strcmp(psw,userTable[i].paword))
{
printf(“用户登录成功n”);
system(“pause”);
break;
}
}
if(i==used)
{
printf(“您输入的密码错误，您还有%d次输入机会n”,2-times);
if(times==2)exit(0);
}
else break;
}
fflush(stdin);
return i;
}
void initDisk()
{
diskHead=(diskNode *)malloc(sizeof(diskNode));
diskHead->maxlength=MaxDisk;
diskHead->useFlag=0;
diskHead->start=0;
diskHead->next=NULL;
}
int requestDist(int &startPostion,int maxLength)
{
int flag=0;//标记是否分配成功
diskNode *p,*q,*temp;
p=diskHead;
while(p)
{
if(p->useFlag==0&&p->maxlength>maxLength)
{
startPostion=p->start;
q=(diskNode *)malloc(sizeof(diskNode));
q->start=p->start;
q->maxlength=maxLength;
q->useFlag=1;
q->next=NULL;
diskHead->start=p->start+maxLength;
diskHead->maxlength=p->maxlength-maxLength;
flag=1;
temp=p;
if(diskHead->next==NULL)diskHead->next=q;
else
{
while(temp->next)temp=temp->next;
temp->next=q;
}
break;
}
p=p->next;
}
return flag;
}
void fileCreate(char fileName[],int length,char fileKind[])
{
//int i,j;
time_t rawtime;
int startPos;
UFD *fileNode,*p;
for(p=userTable[userID].user->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
{
printf(“文件重名，创建文件失败n”);
system(“pause”);
return;
}
}
if(requestDist(startPos,length))
{
fileNode=(UFD *)malloc(sizeof(UFD));
fileNode->file=(fileTable *)malloc(sizeof(fileTable));//这一步必不可少，fileNode里面的指针也需要申请地址，否则fileNode->file指向会出错
strcpy(fileNode->file->fileName,fileName);
strcpy(fileNode->file->fileKind,fileKind);
fileNode->file->maxlength=length;
fileNode->file->strat=startPos;
fileNode->file->openFlag=false;
time(&rawtime);
fileNode->file->timeinfo=localtime(&rawtime);
fileNode->next=NULL;
if(userTable[userID].user->next==NULL)
userTable[userID].user->next=fileNode;
else
{
p=userTable[userID].user->next;
while(p->next)p=p->next;
p->next=fileNode;
}
printf(“创建文件成功n”);
system(“pause”);
}
为因
else
{
printf(“磁盘空间已满或所创建文件超出磁盘空闲容量，磁盘空间分配失败n”);
system(“pause”);
}
}
void freeDisk(int startPostion)
{
diskNode *p;
for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next)
{
if(p->start==startPostion)
break;
}
p->useFlag=false;
}
void fileDel(char fileName[])
{
UFD *p,*q,*temp;
q=userTable[userID].user;
p=q->next;
while(p)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))break;
else
{
p=p->next;
q=q->next;
}
}
if(p)
{
if(p->file->openFlag!=true)
//先判断是否有进程打开该文件
{
temp=p;
q->next=p->next;
freeDisk(temp->file->strat);//磁盘空间回收
free(temp);
printf(“文件删除成功n”);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“该文件已被进程打开,删除失败n”);
system(“pause”);
}
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
void fileCat(char fileName[])
{
int startPos,length;
int k=0;
UFD *p,*q;
q=userTable[userID].user;
for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
break;
}
if(p)
{
startPos=p->file->strat;
length=p->file->length;
p->file->openFlag=true;
//文件打开标记
printf(“*****************************************************n”);
for(int i=startPos;k
{
if(i%50==0)printf(“n”);//一行大于50个字符换行
printf(“%c”,disk[i]);
}
printf(“nn*****************************************************n”);
printf(“%s已被read进程打开,请用close命令将其关闭n”,p->file->fileName);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
void fileWrite(char fileName[])
{
UFD *p,*q;
q=userTable[userID].user;
int i,k,startPos;
for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
break;
}
if(p)
{
if(!strcmp(p->file->fileKind,“r”))
//判断文件类型
{
printf(“该文件是只读文件,写入失败n”);
system(“pause”);
return;
}
char str[500];
printf(“please input content:n”);
gets(str);
startPos=p->file->strat;
p->file->openFlag=true;
//文件打开标记
p->file->length=strlen(str);
if(p->file->length>p->file->maxlength)
{
printf(“写入字符串长度大于该文件的总长度,写入失败n”);
system(“pause”);
return;
}
for(i=startPos,k=0;k
disk[i]=str[k];
printf(“文件写入成功,请用close命令将该文件关闭n”);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
void fileFine(char fileName[])
{
UFD *p,*q;
q=userTable[userID].user;
for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
break;
}
if(p)
{
printf(“********************************************n”);
printf(“文件名：%sn”,p->file->fileName);
printf(“文件长度：%dn”,p->file->maxlength);
printf(“文件在存储空间的起始地址：%dn”,p->file->strat);
printf(“文件类型：%sn”,p->file->fileKind);
printf(“创建时间：%sn”,asctime(p->file->timeinfo));
printf(“********************************************n”);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
void chmod(char fileName[],char kind[])
{
UFD *p,*q;
q=userTable[userID].user;
for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
break;
}
if(p)
{
strcpy(p->file->fileKind,kind);
printf(“修改文件类型成功n”);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
void fileRen(char fileName[],char name[])
{
UFD *p,*q;
q=userTable[userID].user;
for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
break;
}
if(p)
{
while(q->next)
{
if(!strcmp(q->next->file->fileName,name))
{
printf(“您输入的文件名已存在,重命名失败n”);
system(“pause”);
return;
}
q=q->next;
}
strcpy(p->file->fileName,name);
printf(“重命名成功n”);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
void fileDir(char userName[])
{
UFD *p;
int i,k;
for(i=0;i
{
if(!strcmp(userTable[i].userName,userName))
{
k=i;break;
}
}
if(i==MaxUser)
{
printf(“没有找到该用户，请检查输入用户名是否正确n”);
system(“pause”);
return;
}
else
{
p=userTable[k].user->next;
printf(“********************************************************************************n”);
printf(“文件名
文件长度
文件在磁盘的起始地址
文件类型
创建时间n”);
for(;p!=NULL;p=p->next)
printf(“%s
%d
%d
%s
%s”,p->file->fileName,p->file->maxlength,p->file->strat,p->file->fileKind,asctime(p->file->timeinfo));
printf(“********************************************************************************n”);
system(“pause”);
}
}
void diskShow()
{
diskNode *p;
int i=0,unusedDisk=0;
printf(“***************************************************************************n”);
printf(“ 盘块号
起始地址
容量(bit)
是否已被使用n”);
for(p=diskHead;p!=NULL;p=p->next,i++)
{
if(p->useFlag==false)unusedDisk+=p->maxlength;
printf(“
%d
%d
%d
%d
n”,i,p->start,p->maxlength,p->useFlag);
}
printf(“***************************************************************************n”);
printf(“磁盘空间总容量：512*1024bit 已使用：%dbit
末使用：%dbitnn”,MaxDisk-unusedDisk,unusedDisk);
system(“pause”);
}
void fileClose(char fileName[])
{
UFD *p,*q;
q=userTable[userID].user;
for(p=q->next;p!=NULL;p=p->next)
{
if(!strcmp(p->file->fileName,fileName))
break;
}
if(p)
{
p->file->openFlag=false;
printf(“%s文件已关闭n”,p->file->fileName);
system(“pause”);
}
else
{
printf(“没有找到该文件,请检查输入的文件名是否正确n”);
system(“pause”);
}
}
运行结果视图：
(略)
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