操作系统课程设计报告
专 业：计算机科学与技术 学 号： 姓 名: 提交日期：
操作系统课程设计报告
【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。
（3）通过分对实际问题的分析、设计、编程实现，提高学生实际应用、编程的能力 【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： 1.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
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 【实验环境】 Windows xp/7 C++/VC++
【相关知识综述】
1、文件系统
文件系统是操作系统用于明确存储设备（常见的是磁盘，也有基于NAND Flash的固态硬盘）或分区上的文件的方法和数据结构；即在存储设备上组织文件的方法。操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构称为文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：文件系统的接口，对对象操纵和管理的软件集合，对象及属性。从系统角度来看，文件系统是对文件存储设备的空间进行组织和分配，负责文件存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时撤销文件等。
2、位示图
位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中的一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示已经分配。有的系统把\"0\"作为盘块已分配的标记，把“1”作为空闲标志。(它们的本质上是相同的，都是用一位的两种状态标志空闲和已分配两种情况。)磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应，这样，由所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。
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【设计思路】
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。
【程序主要流程图】
否
验证是否成
功？ 是 目录
右键进行选择 操作
新建目录新建文件打开文件
结束
开始登录删除属性 2
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【源程序清单】
typedef struct //文件结构体 /*the structure of OSFILE*/ { int fpaddr; /*file physical address*/ int flength; /*file length*/ int fmode; /*file mode:0-Read Only;1-Write Only;2-Read and Write; 3-Protect;*/
char fname[MAXNAME]; /*file name*/ } OSFILE;
typedef struct //用户文件目录结构体 user file directory /*the structure of OSUFD*/ { char ufdname[MAXNAME]; /*ufd name*/ OSFILE ufdfile[MAXCHILD]; /*ufd own file*/ }OSUFD;
typedef struct //登陆 /*the structure of OSUFD'LOGIN*/ { char ufdname[MAXNAME]; /*ufd name*/ char ufdpword[8]; /*ufd password*/ } OSUFD_LOGIN;
typedef struct //文件打开模式 /*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;
void DeleteF() /*Delete File*/ { int i,j,k=0; char str[255],str1[255]; char fname[MAXNAME]; k=ExistD(dirname); //获取用户的序号 printf(\"Please input filename:\"); gets(fname); //获得需要打开的文件名fname for(i=0;iufdfile[i].fname),strupr(fname))==0) {3
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} }
void OpenF() /*Open File*/ { int i,k=0; char fname[MAXNAME]; //printf(\"\\n\\nC:\\\\%s>\ k=ExistD(dirname); printf(\"Please input filename:\"); gets(fname); //获得需要打开的文件名fname for(i=0;iufdfile[i].fname),strupr(fname))==0) { ifopen[k][i].ifopen=1; //打开文件 ifopen[k][i].openmode=ufd[k]->ufdfile[i].fmode; //将读写属性赋值 //test// printf(\"i=%d,k=%d\\n\ ///test// printf(\"openmode=%d\\n\ printf(\"Open file successfully!\\n\"); break; //打开文件则跳出循环4
itoa(ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr,str,10); //itoa函数，把数字转换成字符串
strcpy(str1,\"file\"); strcat(str1,str); strcpy(str,\"c:\\\\osfile\\\\file\\\\\"); strcat(str,str1); strcat(str,\".txt\"); //str为文件的物理路径 if(remove(str)==0)
//调用remove函数删除 第k个用户的第i个文件ufd[k]->ufdfile[i] { fpaddrno[ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr] = 0; //位示图置为0，表示没被占用 for( j = i ;j<=fcount[k]-1;j++) //文件顺序往前移一位 ufd[k]->ufdfile[j] = ufd[k]->ufdfile[j+1] ; fcount[k] = fcount[k] - 1 ; //文件数-1 printf(\"Delete file successfully!\\n\"); //除了删除原文件，还要 删除dir中的东西 } else printf(\"Delete file fail!\\n\"); break; }
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} } }
void CloseF() /*Close File*/ { int i,k=0; char fname[MAXNAME]; k=ExistD(dirname); printf(\"Please input filename:\"); gets(fname); //获得需要关闭的文件名fname for(i=0;iufdfile[i].fname),strupr(fname))==0) { ifopen[k][i].ifopen=0; //关闭文件 ifopen[k][i].openmode=4; //fmode改为初始值4 printf(\"Close file successfully!\\n\"); break; } } }void WriteF() /*Write File*/ { int i,k,n=0; char fname[MAXNAME]; char str[255],str1[255]; int flag=1; if (strcmp(strupr(ltrim(rtrim(dirname))),\"\")==0) { printf(\"\\nError.Please convert to ufd dir before read.\\n\"); wgetchar=1; return; } printf(\"\\nCaution:Open file first\\n\"); printf(\"Opened File(s) List:\\n\"); k=ExistD(dirname);
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for(i=0;iif (ifopen[k][i].ifopen==1) if ((ifopen[k][i].openmode==1) ||(ifopen[k][i].openmode==2)) //文件属性为只写或者是读写才能write { printf(\"%15s\ n++; }if((n%4==0)&&(n!=0)) printf(\"\\n\");
}
printf(\"\\n%d files openned.\\n\
if (n==0) wgetchar=1; if(n!=0) { printf(\"\\nPlease input FileName:\"); gets(fname); ltrim(rtrim(fname)); i=ExistF(fname); if(i>=0) { if(ifopen[k][i].ifopen==1) { if((ifopen[k][i].openmode==1) ||(ifopen[k][i].openmode==2)) { itoa(ufd[k]->ufdfile[i].fpaddr,str,10); strcpy(str1,\"file\"); strcat(str1,str); strcpy(str,\"c:\\\\osfile\\\\file\\\\\"); strcat(str,str1); strcat(str,\".txt\"); //物理路径 int length=0; char c; printf(\"Please input text(\\'#\\' stands for end):\\n\"); fp_file=fopen(str,\"ab+\"); //在文件末尾加 add bit while((c=getchar())!='#') //以#为结尾 { fputc(c,fp_file); if (c!='\\n') length++; } //fprintf(fp_file,\"\\n\");
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fclose(fp_file); ufd[k]->ufdfile[fcount[i]-1].flength += length;//原长度加输入长度 printf(\"\\n\\'%s\\' has been written successfully!\\n\ } else { printf(\"\\nError.\\'%s\\' has been opened with WRITE ONLY mode. It isn\\'t read.\\n\ wgetchar=1; } } else { printf(\"\\nError.\\'%s\\' is in closing status. Please open it before read\\n\ wgetchar=1; } } else { printf(\"\\nError. \\'%s\\' does not exist.\\n\ wgetchar=1; } } }
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【测试结果】 1、创建用户
2、创建文件，并且打开读取文件
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3、写文件
4、删除文件
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【设计总结】
这两周的课程设计时间非常短，从中学到了很多知识，也为我们的学习提供了良好的实践平台。首先，通过老师的细心指导和同学们的相互帮助，让我对题目【二级文件系统】有了进一步了解。接下来，主要是研究老师所给的大部分代码，参考他的基本思路，并且思考每一个结构体在代码中的具体作用。这期间和一些同学交流了各自的思路，在交流中，大家渐渐的明确了这个程序的思路、框架结构等。我们所做的主要是补充了删除文件，打开文件，关闭文件，写文件这几个部分。
代码编写完了之后，实现了题目所要求的基本功能，但是在测试的过程中，还发现了这个程序存在各种各样的bug。不断的测试修改后，得到完善。
这次课设最大的收获在于：学会交流以及相互帮助。在大家的交流沟通之中，我们解决了一个又一个难题。
在这次课设中，我还意识到，要把这门课真真正正地学好，不单单只是为了能够应付考试，平时还要多加学习，多加努力才对。
【参考文献】
【1】C语言程序设计（第三版） 谭浩强
【2】计算机操作系统教程(第三版). 张尧学 史美林 张高
【3】计算机操作系统,西安电子科技大学出版社，方敏主编,2004.8
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