简单多用户文件系统-操作系统课程设计
简单多用户文件系统设计
简单多用户文件系统设计数学与计算机学院课程设计说明书课程名称: 操作系统课程设计课程代码:题目: 简单多用户文件系统设计年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间: 2011 年 12 月 12 日完成时间: 2011 年 12 月 26 日课程设计成绩:学习态度及平技术水平与实说明书,计算书、图纸、总分创新,5, 时成绩,30, 际能力,20, 分析报告,撰写质量,45, ,100,指导教师签名: 年月日1简单多用户文件系统设计教师评语简单多用户文件系统设计《操作系统原理》课程设计任务书学院名称: 专业: 年级:一、设计题目简单多用户文件文件系统设计—文件数据操作处理二、主要内容本课程设计完成一个简单多用户文件系统，加深理解文件系统的内部功能及内部实现。
三、具体要求在WINDOWS系统环境下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:adduser 增加用户 cp 拷贝文件login 用户登录 rename 重新命名文件exit 注销登录 rm 删除文件rmuser 删除用户 create 创建文件passwd 改变用户口令 open 打开文件chown 改变文件拥者 close 关闭文件chmod 改变文件权限 read 读文件dir 列文件目录 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。
(4) 要求该同学配合统组其他同学一起完成总体设计，并自己单独完成文件数据操作处理exit、open、close、read、write)的实现。
有关命令(adduser、login、四、主要技术路线提示(1) 要求利用结构化或面向对象的方法完成系统的设计; (2) 要求在设计的过程中，建立清晰的层次关系;(3) 在系统的设计中，尽量采用面向对象的机制。
(4) 开发环境:Windows XP 或Windows 2000 (5) 编程语言建议采用C++，也可以采用其他语言。
《操作系统》课程设计
《操作系统》课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握操作系统的基本概念，包括进程、线程、内存管理、文件系统等核心知识；2. 了解操作系统的历史发展，掌握不同类型操作系统的特点及使用场景；3. 掌握操作系统的性能评价方法和常用的调度算法。
技能目标：1. 培养学生运用操作系统知识解决实际问题的能力，如分析系统性能瓶颈、优化系统资源分配等；2. 培养学生具备基本的操作系统编程能力，如进程创建、线程同步、文件操作等；3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，通过小组讨论和项目实践，学会共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统学科的兴趣，激发学生的学习热情，使其形成积极向上的学习态度；2. 培养学生具备良好的信息素养，尊重知识产权，遵循法律法规；3. 培养学生的创新精神和批判性思维，敢于质疑、勇于探索，形成独立思考的能力。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，旨在让学生掌握操作系统的基本原理和实现方法，提高学生的系统分析和编程能力。
学生特点：学生具备一定的编程基础和计算机系统知识，具有较强的逻辑思维能力和动手实践能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，通过案例分析和项目实践，帮助学生将所学知识内化为具体的学习成果。
在教学过程中，关注学生的学习进度和反馈，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的定义、发展历程、功能、类型及特点，对应教材第一章内容。
- 操作系统的起源与发展- 操作系统的功能与类型- 操作系统的主要特点2. 进程与线程：讲解进程与线程的概念、状态、调度算法，对应教材第二章内容。
- 进程与线程的定义与区别- 进程状态与转换- 进程调度算法3. 内存管理：分析内存管理的基本原理、策略和技术，对应教材第三章内容。
- 内存分配与回收策略- 虚拟内存技术- 页面置换算法4. 文件系统：介绍文件系统的基本概念、结构、存储原理，对应教材第四章内容。
操作系统课程设计-简单多用户文件系统
long next; //下个文件块地址};6.设计结果与分析(1)、使用Microsoft Visual C++6.0建立文件系统所需的编码文件，建立完成后进行编译，经多次修改无误后运行进入系统。
首次进入系统，还没有文件系统，则会提示生成虚拟磁盘文件，格式化文件系统，创建分区，并初始化分区。
系统的初始化要完成文件系统的建立，包括以下几部分：请求内存、设置位示图、初始化文件索引、初始化文本块链表、初始化系统的当前状态、创建一个根目录做为系统的根。
生成虚拟磁盘文件如图8所示。
图8 生成虚拟磁盘文件(2)、系统初始化后，没有用户，提示创建用户，在输入用户名及两次登录密码后，验证用户名是否有效，若有效则将用户名及登录密码添加进入存储系统，使用户下次能正常登录系统，新用户创建完成。
用户创建成功后出现对系统操作的菜单，此时菜单中的注册菜单功能即创建新用户的过程。
创建新用户如图9所示。
图9 创建新用户(3)、用户登录，验证登录用户的身份，用户登录成功后会初始化当前用户等一系列的系统当前信息，显示当前用户下的所有文件及其详细信息，同时显示对文件操作的菜单。
如图10所示。
图10 用户登录及文件操作菜单(4)、新注册的用户默认为没有文件，选择创建文件功能项，输入文件名称，文件长度及文件的锁定状态，文件新建成功，并且每次对文件操作后显示当前用户的所有文件和操作菜单。
新建文件功能如图11所示。
图11 新建文件(5)、对文件查看，默认创建的时候用0填充文件内容，如图12所示。
图12 查看文件内容(6)、接收修改文件内容命令后，等待用户输入要修改的文件名，然后输入修改的内容，用户输入完毕，按回车键（Enter），结束修改。
修改文件内容如图13所示。
图13 修改文件内容(7)、当新建的文件为锁定状态，不能被删除。
对文件的锁定进行装换，将锁定状态的文件转换成自由读写状态，用户可随意对文件进行删除操作。
图14 锁定状态转换(8)、当文件处于自由读写状态时可对文件进行删除操作，删除文件并不真正清理文件的物理存储内容，只是将文件的有效状态更改为无效。
操作系统课程设计---多用户多级目录文件系统的实现
课程设计报告课程名称：操作系统课程设计题目：多用户多级目录文件系统的实现姓名：系：专业：年级：学号：指导教师：职称：2011-2012学年第一学期目录1.设计思想说明 (1)2.系统结构说明 (1)3.数据结构说明 (2)3.1开发环境 (2)3.2数据存储 (2)3.3数据结构 (2)3.3.1数据块在内存中的物理结构 (2)3.3.2文件索引结构 (2)3.3.3文件系统中文件元素的结构（含文件夹和文件） (3)3.3.4文件系统结构 (3)3.3.5文件系统的当前运行状态 (4)3.3.6用户结构 (4)4.各主要模块的算法流程图 (4)4.1整体思路概述 (4)4.1.1login (用户登录) (4)4.1.2系统初始化 (5)4.1.3文件的创建： create (5)4.1.4文件的打开：open (6)4.1.5文件的读：read (7)4.1.6文件的写：write (8)4.1.7文件关闭：close (10)4.1.8删除文件：delete (10)4.1.9创建目录（建立子目录）：mkdir (11)4.1.10改变当前目录：cd (12)4.1.11列出文件目录：dir (14)4.1.12退出：logout ......................... 错误！未定义书签。
4.2算法流程图................................... 错误！未定义书签。
5.使用说明书 (15)5.1登录 (15)5.2新建目录和列出文件目录 (16)5.3改变当前目录 (16)5.4文件的创建 (16)5.5文件的打开 (17)5.6文件的写 (17)5.7文件的读 (17)5.8文件的关闭 (17)5.9文件的删除 (17)5.10返回根目录 (18)5.11退出 (18)6.总结........................................... 错误！未定义书签。
多用户多级目录文件系统的实现课程设计
多用户多级目录文件系统的实现课程设计课程设计课程名称_____操作系统____题目名称_多用户多级目录文件系统的实现_ 学生学院_____计算机学院_________文件管理系统一．设计目的：编写并调试一个树型目录结构的文件系统，模拟文件管理工作流程。
二．设计要求：①．设计多用户文件系统，采用多级文件目录。
②．至少要有十个以上的实用命令，应设置文件保护措施。
③．设计一个较实用的用户界面，方便用户使用，界面要为用户提供足够的选择信息，不需用户打入冗长的命令。
三．设计内容本程序设计了一个树形目录结构的文件管理系统，初始化系统默认根目录为root，根目录下为11个用户的注册目录，包括一个超级用户su 和十个普通用户stud01～stud10，初始化的树形分支结构如下：rootsu stud01 stud02 stud03 stud04 stud05 stud06 stud07 stud08 stud09stud10初始化后各个用户注册目录下均为空，用户可进行创建编辑文件，显示文件内容，删除文件，复制文件，粘贴文件，创建目录，删除目录，更改工作目录，显示当前工作目录的全路径，显示当前目录下的全部内容，寻求帮助及用户切换等操作，当只有目录可以为分支节点创建其目录下的子目录或者文件（这里指的文件为除目录外的终端文件），也可以为叶子节点以待必要的时候在其目录下创建子目录或者文件使其成为分支节点，而文件只能是叶子节点。
程序运行时要求输入用户名及其密码，初始化时su和stud01～stud10相应的密码分别为su，01stud，02stud，03stud，04stud，05stud，06stud，07stud，08stud，09stud，10stud，系统将验证输入的用户名及其密码，并提示是否输入正确，错误要求重新输入。
用户密码只有超级用户su 才能更改，普通用户没有权限进行此操作。
登录后系统在每个命令提示符前加【用户名】，表示当前的登录用户，若登录用户为su时，命令提示符为#符号，若为普通用户，命令提示符为$符号，而且工作目录也指向当前登录用户的注册目录下。
操作系统课程设计报告多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现
课程设计报告设计题目：多用户、多级目录结构文件系统的设计与实现班级：组长学号：组长姓名：指导教师：设计时间：2015年7月设计分工组长学号及姓名：分工：构建系统框架，实现磁盘i节点调入内存，以及内存i节点的申请分配与回收，新建文件和目录，文件的读写组员1学号及姓名：分工：实现成组链接法分配与回收，实现用户登陆和注销，实现格式化初始化函数，参与系统界面的设计组员2学号及姓名：分工：组员3学号及姓名：分工：组员4学号及姓名：分工：摘要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。
关键词：操作系统，文件系统摘要 (3)1概述 (5)2课程设计任务与要求 (7) (7) (7)3算法及数据结构 (8) (8) (10) (10) (10) (11) (12) (12) (13) (14) (15) (15) (15) (16) (17) (17) (17) (18)4程序设计与实现 (19) (19) (20) (26)5结论 (27)6参考文献 (28)7收获、体会和建议 (29)1概述UNIX 采用树型目录结构，每个目录表称为一个目录文件。
一个目录文件是由目录项组成的。
每个目录项包含16B ，一个辅存磁盘块(512B)包含32个目录项。
在目录项中，第1、2字节为相应文件的外存i 节点号，是该文件的内部标识；后14B 为文件名，是该文件的外部标识。
操作系统课程设计文件系统
操作系统课程设计：文件系统一、引言文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，负责管理计算机存储设备上的文件和目录。
一个高效可靠的文件系统对于操作系统和用户来说都至关重要。
在操作系统课程中，设计一个文件系统是一项重要的任务，可以帮助学生深入了解文件系统的原理和实现细节。
本文档将介绍一个简单的文件系统设计，旨在帮助初学者理解文件系统的基本概念和工作原理。
我们将首先介绍文件系统的基本概念，然后讨论文件系统的设计思路和关键组成部分。
最后，我们将讨论如何实现和测试文件系统。
二、文件系统的基本概念文件系统是操作系统提供的一种存储管理机制，用于将文件组织成有层次的结构并提供对文件的访问和管理。
在一个文件系统中，文件被组织成目录（或文件夹）的层次结构，用户可以使用文件路径来访问文件和目录。
文件系统通常提供以下功能： - 文件和目录的创建、删除和重命名 - 文件和目录的读取和写入 - 文件和目录的权限管理 - 文件的共享和保护 - 文件的存储管理三、设计思路在设计文件系统时，需要考虑以下几个关键方面：1. 文件系统的组织结构文件系统可以采用不同的组织结构，常见的包括层次结构、网络结构和日志结构。
在设计文件系统时，需要根据具体需求选择合适的结构。
2. 文件和目录的管理文件系统需要提供对文件和目录的管理功能，包括创建、删除、重命名和移动等操作。
此外，还需要支持文件和目录的权限管理，确保只有授权用户可以进行相应操作。
3. 文件的存储管理文件系统需要负责将文件存储在磁盘或其他存储设备上，并提供高效的读写操作。
存储管理的关键是如何将文件划分为适当大小的块并将它们存储在存储设备上。
4. 文件的共享和保护文件系统需要支持文件的共享和保护。
共享可以使多个用户同时访问同一文件，保护则确保只有合法用户可以进行读写操作。
四、文件系统的关键组成部分一个典型的文件系统通常由以下几个关键组成部分构成：1. 文件控制块（FCB）文件控制块是文件系统中一个重要的数据结构，用于记录文件的相关信息，包括文件名、大小、权限和存储位置等。
文件系统课程设计
文件系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握文件系统的基本概念、原理和操作方法。
具体包括：1.知识目标：了解文件系统的定义、作用和基本组成；掌握文件的基本概念和分类；理解文件系统的和存储原理；熟悉文件系统的访问和操作方法。
2.技能目标：能够使用操作系统进行文件创建、删除、复制、移动、重命名等基本操作；掌握文件权限设置和安全管理方法；了解文件系统的优化和维护技巧。
3.情感态度价值观目标：培养学生对文件系统的安全意识，使其能够正确使用文件系统，保护个人和国家的信息安全；培养学生对文件系统的热爱和责任感，使其能够积极参与文件系统的维护和优化。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.文件系统概述：介绍文件系统的定义、作用和基本组成，使学生了解文件系统的重要性。
2.文件的基本概念：讲解文件的概念、分类和文件名的命名规则，让学生掌握文件的基本知识。
3.文件系统的和存储原理：介绍文件系统的和存储方式，如顺序存储、索引存储和链接存储等，使学生了解文件系统是如何存储和管理文件的。
4.文件系统的访问和操作：讲解文件系统的访问和操作方法，包括文件的创建、删除、复制、移动、重命名等基本操作，让学生学会如何使用文件系统。
5.文件权限和管理：介绍文件权限设置和安全管理方法，使学生了解如何保护文件的安全。
6.文件系统的优化和维护：讲解文件系统的优化和维护技巧，如文件系统的清理、整理和压缩等，让学生掌握文件系统的维护方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：通过讲解文件系统的基本概念、原理和操作方法，使学生掌握文件系统的知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解文件系统的应用场景和实际操作。
3.实验法：安排实验课，让学生亲自动手操作文件系统，提高其实际操作能力。
4.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
四、教学资源本课程所需的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的文件系统知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图3查看文件内容流程图
只支持在当前用户当前目录下进行操作，前提是用户已创建文件，通过用户给定的文件名在文件索引中搜索到文件的物理文件块ID，找到该文件元素后，将文件当前状态置为打开，通过类似的查找方式，找到文件的数据部分，将数据显示到界面，默认创建的时候用0填充文件内容。查看文件内容模块的算法流程图如图3所示。
本课程设计设计一个简单多用户文件系统，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，加深理解文件系统的内部功能及内部实现，掌握文件存储空间的管理，理解文件的物理结构，掌握目录结构的实现，掌握文件操作的实现。
2.课程设计的开发语言
Microsoft Visual C++ 6.0下的Win32控制台程序，C语言。VC++是Microsoft公司的C++开发工具，具有集成开发环境，可提供编辑C语言，C++以及C++/CLI等编程语言。本课程设计的文件系统利用VC++软件的编辑C语言功能，在Win32控制台程序下操作，在DOS环境下运行。
删除文件并不真正清理文件的物理存储内容，只是将文件的有效状态更改为无效。执行删除文件操作时，输入要删除的文件名，然后根据用户给定的文件名判断当前用户目录下是否存在该文件，若不存在则删除失败，若文件存在则继续判断文件是否被锁定，若文件处于锁定状态则删除失败，若处于非锁定状态则操作成功。删除文件模块的算法流程图如图5所示。
图6修改文件模块流程图
图7锁定状态转换流程图
只支持在当前用户目录下进行操作，当文件处于锁定状态时，文件被系统进行读写保护，文件不能被删除，可以被读取、修改。只有当文件处于非锁定状态时，才能被删除。锁定状态的转换即对文件的锁定、非锁定状态之间的转换。锁定状态转换模块的算法流程图如图7所示。
5.程序及说明
3.功能描述
在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器，在其上实现一个简单多用户的文件系统。文件物理结构可采用显式链接或其他方法。磁盘空闲空间的管理可选择位示图或其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间，并采用显式链接分配方式，则可以将位示图合并到FAT中。
一个较实用的用户界面，方便用户使用。可提供以下相关文件操作：
图5删除文件模块流程图
只支持在当前用户目录下进行操作，前提是用户已执行文件打开的命令，否则无法对文件进行修改。命令成功后，会等待用户的输入，用户输入完毕，按回车键（Enter），结束输入，系统会读入用户的输入内容，保存到相应的文件块。如果用户的输入太多，会出现越界现象，从而导致修改文件内容失败。修改文件模块的算法流程图如图6所示。
图1主函数功能流程图
4.2详细设计
首次进入系统时，还没有文件系统，则会提示格式化文件系统，创建分区，并初始化分区，系统的初始化要完成文件系统的建立，包括以下几部分：请求内存、设置位示图、初始化文件索引、初始化文本块链表、初始化系统的当前状态、创建一个根目录做为系统的根。验证登录用户的身份，用户登录成功后会初始化当前用户等一系列的系统当前信息，默认用户的类型为普通用户，如果用户未能通过身份验证，提示用户登录失败，退出系统。用户登录模块的算法流程图如图2所示。
具有login (用户登录)
系统初始化（建文件卷、提供登录模块）
列出文件目录：dir
文件内容的查看：view
新建文件：create
删除文件：delete
修改文件：modify
锁定状态转换Leabharlann lock注销退出：logout
文件目录结构采用多用户目录结构，每个目录项包含文件名、大小、是否锁定、物理地址等信息，可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。
4.方案论证
4.1概要设计
本系统为二级文件系统，既要实现对文件的增删改查，同时又具备登陆系统、注册用户的功能，各个用户之间的文件系统互不干扰。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。
系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容：
图4新建文件模块流程图
只支持在当前用户目录下创建文件，根据位示图找到一个未使用的文件块用来存放用户的文件信息，根据系统当前状态来构建一个文件系统元素放入到找到的文件块中，新创建的文件状态为关闭，同时更新位示图和文件索引。新建文件时要求输入文件名称，当文件名称不存在，即与当前用户文件目录下的文件不发生冲突时，继续接收用户提供的文件长度，当文件不发生越界则接受锁定状态，文件新建成功。新建文件模块算法流程图如上图4所示。
0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200
每个分区都是由结构体组成，每个分区的结构体的个数由格式化系统时决定。
为系统设计一个简单的二级文件系统，可以实现下列几条命令：login（用户登陆）、dir（列文件目录）、view（查看文件内容）、create（新建文件）、delete（删除文件）、modify（修改文件）、lock（锁定转换）、logout（注销）。列目录时列出文件名、文件长度、是否锁定、物理地址，源文件可以进行读写保护。主函数所有功能流程图如图1所示。
简单多用户文件系统
1.课程设计的目的
操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节，它为学生提供了一个既动手又动脑，将课本上的理论知识和实际有机的结合起来，独立分析和解决实际问题的机会。为进一步巩固和复习操作系统的基础知识，培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法和能力，提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力，提高学生分析问题、解决问题以及综合利用C语言进行程序设计的能力。
整个文件系统的编码构成主要为：
Allstruct.h定义了每个分区的结构体；
Mysys.h声明了对系统操作的各种方法；
Myuserfile.h声明了对文件操作的各种方法；
Mymain.cpp整个系统的主函数，操作入口；
Mysys.cpp包含了mysys.h，实现了操作系统的各种方法；
Myuserfile.cpp包含了myuserfile.h，实现了操作文件的各种方法；
主要数据结构：Allstruct.h文件的内容