文件系统的模拟与实现

目录➢ 1.需求分析 (2)➢ 2.概要设计 (2)➢ 2.3.1用户结构：账号与密码结构 (2)➢ 2.3.2数据结构说明 (3)➢ 2.3.3各模块流程图 (3)➢ 3.详细设计 (4)➢ 4.调试与操作说明 (5)➢ 5.课程设计总结与体会 (8)➢ 6.致谢 (8)➢7.附录 (9)1.需求分析文件系统是linux操作系统的重要组成部分，Linux文件具有强大的功能。

文件系统中的文件是数据的集合，文件系统不仅包含着文件中的数据而且还有文件系统的结构，所有Linux 用户和程序看到的文件、目录、软连接及文件保护信息等都存储在其中。

从这我们可以看出文件系统的重要性，要好好掌握，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.概要设计2.1系统的主要功能为Linux系统设计一个简单的二级文件系统，以实现下列功能：可以实现下列几条命令（1）login 用户登录（2）dir 文件目录列表（3）creat 创建文件（4）delete 删除文件（5）open 打开文件（6）close 关闭文件（7）read 读文件（8）write 写文件2.2系统模块功能结构本系统是模拟实现多用户多目录的文件系统（8个用户）,在系统出现登录后 ,输入用户与口令,在用户登录系统后,可建立文件卷,将用户输入的文件保存在指定的文件中。

系统的命令与其命令的具体实现，此模拟系统共提供了login用户登录dir列文件目录mkdir建立目录create创建文件del删除文件open打开文件read读文件write写文件上述命令,并根据命令的含义与要求,用C++编程来完成所有具体操作。

该系统可以模拟完成用户的登陆和验证,列出文件和目录,新建目录,改变目录,创立和编写文件,删除文件和退出系统等功能。

运行环境要求开发环境：windows平台+visual c++6.0运行环境：windows全系列平台 Visual C++6.0 linux环境下用g++编译C++开发语言：c++2.3数据结构设计2.3.1用户结构：账号与密码结构typedef struct users{char name[8];char pwd[10];}users;本系统有8个默认的用户名,前面是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。

users usrarray[8] ={"usr1","usr1","usr2","usr2","usr3","usr3","usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr7","usr8","usr8",};2.3.2数据结构说明a)文件结构链表struct fnode{char filename[FILENAME_LENGTH];int isdir;int isopen;char content[255];fnode *parent;fnode *child;fnode *prev;fnode *next;};b)函数介绍fnode *initfile(char filename[],int isdir);//初始化文件或目录void createroot();//建立系统根目录int run();系统运行int findpara(char *topara);对参数进行处理bool chklogin(char *users, char *pwd);检查账号与口令void help();命令列表int mkdir();建立目录int create();建立文件int read();读取文件int write();写入文件int del();删除文件int cd();切换目录int dir();文件与目录列表2.3.3各模块流程图3.详细设计确定程序设计的各个模块的算法及内部的数据组织，包括主要代码并描述各种算法3.1用户结构：账号与密码结构typedef struct users{char name[8];char pwd[10];}users;本系统有8个默认的用户名,前面是用户名,后面为密码,用户登陆时只要输入正确便可进入系统,否则提示失败要求重新输入。

users usrarray[8] ={"usr1","usr1","usr2","usr2","usr3","usr3","usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr7","usr8","usr8",};3.2数据结构说明a)文件结构链表struct fnode{char filename[FILENAME_LENGTH];int isdir;int isopen;char content[255];fnode *parent;fnode *child;fnode *prev;fnode *next;};b)函数介绍fnode *initfile(char filename[],int isdir);//初始化文件或目录void createroot();//建立系统根目录int run();系统运行int findpara(char *topara);对参数进行处理bool chklogin(char *users, char *pwd);检查账号与口令void help();命令列表int mkdir();建立目录int create();建立文件int read();读取文件int write();写入文件int del();删除文件int cd();切换目录int dir();文件与目录列表4.调试与操作说明5.课程设计总结与体会经过几周的共同努力，在老师提供的帮助的基础上，我们将程序按要求设计并修改完善，使其能实现课程设计要求的基本功能。

操作系统是计算机科学与技术专业中的一门重要基础课，目的是让我们了解操作系统的基本概念，理解计算机系统的资源如何组织，操作系统如何有效地管理这些系统资源，用户如何通过操作系统与计算机系统打交道。

通过课程设计，可以进一步理解在计算机系统上运行的其它各类操作系统，并懂得在操作系统的支持下建立自己的应用系统。

操作系统课程设计，对于训练我们掌握程序设计、熟悉上机操作和程序调试技术都有重要作用。

重点培养我们的思维能力、创新能力和排错能力。

通过课程设计，进一步融会贯通教材内容，掌握程序各功能模块的工作原理，相互联系和来龙去脉，完整地建立系统的概念。

激发我的学习热情和主动性，培养我的独立工作能力，在实践活动中，将所学知识综合运用，增长才干，并积累经验。

对编程语言Ｃ又有了更深一层次的认识，并对其的编程能力有所加强，但还是很多的不足有待改进，对于编程来说还需要大量的实践，才能在发现问题和解决问题中前进与提高。

6.致谢在这次课程设计的过程中，我得到了许多人的帮助。

首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、提供给我的支持和帮助，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把系统做得更加完善。

在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。

其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少我不太明白的设计商的难题。

同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。

最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学7.附录系统的主要源代码#include "stdio.h"#include "iostream.h"#include "string.h"#include "iomanip.h"#define FILENAME_LENGTH 10 //文件名称长度#define COMMAND_LENGTH 10 //命令行长度#define PARA_LENGTH 30 //参数长度//账号结构typedef struct users{char name[8];char pwd[10];}users;//文件结构struct fnode{char filename[FILENAME_LENGTH];int isdir;int isopen;char content[255];fnode *parent;fnode *child;fnode *prev;fnode *next;};//账号users usrarray[8] ={"usr1","usr1","usr2","usr2","usr3","usr3","usr4","usr4","usr5","usr5","usr6","usr6","usr7","usr7","usr8","usr8",};fnode *initfile(char filename[],int isdir);void createroot();int run();int findpara(char *topara);bool chklogin(char *users, char *pwd);void help();int mkdir();int create();int read();int write();int del();int cd();int dir();fnode *root,*recent,*temp,*ttemp;charpara[PARA_LENGTH],command[COMMAND_LENGTH],temppara[PARA_LENGTH],recentpara[PARA _LENGTH];//创建文件与目录结点fnode* initfile(char filename[],int isdir){fnode *node=new fnode;strcpy(node->filename,filename);node->isdir=isdir;node->isopen=0;node->parent=NULL;node->child=NULL;node->prev=NULL;node->next=NULL;return node;}//创建文件存储结点void createroot (){recent=root=initfile("/",1);root->parent=NULL;root->child=NULL;root->prev=root->next=NULL;strcpy(para,"/");}int mkdir(){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("对不起,目录已存在!");return 1;}}ttemp->next=temp;temp->parent=NULL;temp->child=NULL;temp->prev=ttemp;temp->next=NULL;}return 1;}int create(){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;cout<<"文件建立成功!"<<endl;}else{ttemp=recent->child;while(ttemp->next){ttemp=ttemp->next;if(strcmp(ttemp->filename,temp->filename)==0&&ttemp->isdir==0){printf("对不起,文件已存在!");return 1;}}ttemp->next=temp;temp->parent=NULL;temp->child=NULL;temp->prev=ttemp;temp->next=NULL;cout<<"文件建立成功!"<<endl;}return 1;}int dir(){int i=0,j=0;temp=new fnode;temp=recent;if(temp!=root){cout<<" <DIR> "<<".."<<endl;i++;}if(temp->child==NULL){cout<<"Total: "<<" directors " <<i<<" files "<< j <<endl;return 1;}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;}int read(){char filename[FILENAME_LENGTH];cin>>filename;if(recent->child==NULL){cout<<"文件不存在!"<<endl;return 1;}if(strcmp(recent->child->filename,filename)==0){cout<<recent->child->content<<endl;return 1;}else{temp=recent->child;while(temp->next){if(strcmp(temp->next->filename,filename)==0){cout<<temp->next->content<<endl;return 1;}}cout<<"文件不存在!"<<endl;}}int write(){char filename[FILENAME_LENGTH];cin>>filename;if(recent->child==NULL){cout<<"文件不存在!"<<endl;return 1;}if(strcmp(recent->child->filename,filename)==0) {recent->child->isopen=1;//设置文件标记为打开cin>>recent->child->content;recent->child->isopen=0;//设置文件标记为关闭cout<<"文件写入成功!"<<endl;return 1;}else{temp=recent->child;while(temp->next){if(strcmp(temp->next->filename,filename)==0){recent->child->isopen=1;//设置文件标记为打开cin>>temp->next->content;recent->child->isopen=0;//设置文件标记为关闭cout<<"文件写入成功!"<<endl;return 1;}}cout<<"文件不存在!"<<endl;}}int cd(){ char topara[PARA_LENGTH];cin>>topara;if(strcmp(topara,"..")==0){int i;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+1]='\0';}else{findpara(topara);}return 1;}int findpara(char *topara){int i=0;int sign=1;if(strcmp(topara,"/")==0){recent=root;strcpy(para,"/");return 1;}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("路径错误！\n");return 1;}}}while(i<=strlen(topara) && recent) {int j=0;if(topara[i]=='/' && recent->child){i++;if(recent->isdir)recent=recent->child;else{printf("路径错误\n");return 0;}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("是文件不是目录。