操作系统课程设计简单文件系统的实现
计算机操作系统课程设计_简单的二级文件系统
《操作系统》课程设计题目：设计一个简单二级文件系统专业：计算机科学与技术年级：文计091-1*名：***学号：200990514103指导教师：任满杰时间：2011-2012第二学期2012年9月1日一、设计内容1、可以实现下列几条命令。
Format 格式化Dir 列文件目录Create 创建文件Delete 删除文件Deldir 删除目录Open 打开文件Close 关闭文件Search 查询文件Copy 拷贝文件Cut 剪切文件二、开发环境Windows操作系统Microsoft Visual C++三、分析设计（一）实验原理通过程序模拟Linux文件系统，用一个二进制文件(FileSystem.disk)来模拟磁盘.设计一个多用户的二级文件系经统、实现一般的创建文件、目录，删除文件、目录，切换目录，打开、关闭文件、读写文件等操作。
文件系统,包含格式化,显示文件(目录),创建文件等几个简单命令的实现,而且能完成超级块的读写,节点的读写等过程. 本文件系统采用两级目录,其中第一级对应于用户账号,第二级对应于用户账号下的文件。
另外,为了简单本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。
1.程序执行流程图:2.数据块的分配和回收（二）程序结构设计FileSystem类负责管理磁盘空间和磁盘内存Ｉ节点，负责对磁盘空间和磁盘数据进行优化管理。
并提代接口言方法供用户或程序调用。
（三）数据结构int physic[100]; //文件地址缓冲区int style=1; //文件的类型char cur_dir[10]="root"; //当前目录int search_i=0;struct command{char com[10];}cmd[20];struct block{int n; //空闲的盘快的个数int free[50]; //存放空闲盘快的地址int a; //模拟盘快是否被占用}memory[20449];struct block_super{int n; //空闲的盘快的个数int free[50]; //存放进入栈中的空闲块int stack[50]; //存放下一组空闲盘快的地址}super_block;struct node //i结点信息{int file_style; //i结点文件类型int file_length; //i结点文件长度int file_address[100]; //i结点文件的物理地址 char file_message[100];} i_node[640];struct dir //目录项信息{char file_name[10]; //文件名int i_num; //文件的结点号char dir_name[10]; //文件所在的目录} root[640];四.运行示例及结果分析菜单删除目录文件查询拷贝剪切五、程序实现详细程序请参见源文件, 在此只列举３点1、剪切文件程序片段：void cut(char *tmp,char *newname) {int i; //,jchar t[20];_strtime(t);for(i=0;i<640;i++)if(strcmp(newname,root[i].file_name)==0){break;}if(i==640){printf("目录不存在，不能剪切！\n");return;}for(i=0;i<640;i++){if(strcmp(tmp,root[i].file_name)==0){strcpy(root[i].dir_name,newname);strcpy(i_node[root[i].i_num].change_t,t);//printf("剪切成功！\n");//return;}}if(i==640)printf("文件不存在，执行失败！\n");}2.无文件查询程序片段：void search(char* filename){int sign=0;for(search_i=0;search_i<640;search_i++){if(strcmp(root[search_i].file_name,filename)==0) //查询文件中所在目录信息和当前目录信息相同的数据{sign=1;int k=root[search_i].i_num;printf("%s\t",root[search_i].file_name); //文件名printf(" %d\t",i_node[k].file_style); //文件的类型printf(" %d\t\t",i_node[k].file_length); //文件的长度printf("%s\n",root[search_i].dir_name); //文件所在的目录}}if (sign==0){printf("%s\n","未找到该文件！");}}六、心得与体会这次设计中遇到最难的问题就是拷贝功能的实现，由于之前没有接触过拷贝的原理，所以通过和同伴的讨论和试验，终于突发奇想的运用改变文件路径的源代码和创建文件相结合，终于实现了拷贝功能，能够将一个文件从一个目录拷贝到另一目录（即先移动过去然后再在原位置创建一个原文件），可是却无法拷贝到root根目录，为了解决这个问题，又在创建文件的程序里添加了一个判断是否为根目录的语句，可是后来又发现了真个系统存在重命名的问题。
操作系统的文件系统设计与实现
操作系统的文件系统设计与实现在计算机系统中，文件系统是操作系统中的一个重要组成部分，用于管理和组织存储在磁盘或其他存储介质中的文件。
一个良好设计且高效实现的文件系统可以提供可靠的数据存储和高速的数据访问，并确保文件的完整性和安全性。
本文将探讨操作系统文件系统的设计原理和实现方式。
一、文件系统的概述文件系统是计算机操作系统中的一个重要组成部分，它负责管理和存储计算机系统中的文件和目录。
文件系统的设计目标通常包括以下几个方面：1. 数据的组织和管理：文件系统需要将文件和目录组织成一个层次结构，并提供对文件和目录的操作和管理。
2. 数据存储和分配：文件系统需要将文件存储在外部存储介质中，并合理分配存储空间，以提高存储利用率。
3. 数据访问和保护：文件系统需要提供高效的数据读写接口，并确保文件的完整性和安全性。
4. 文件系统的可扩展性和性能：文件系统应该具备良好的可扩展性，能够适应不同规模和需求的系统，并提供高速的数据访问性能。
二、文件系统的设计原理1. 文件系统的层次结构：文件系统通常采用层次结构的组织方式，将文件和目录组织成一棵树状结构，便于对文件和目录的操作和管理。
2. 文件的元数据管理：文件系统需要维护每个文件的元数据，包括文件名、文件大小、文件类型、创建时间、修改时间等，以方便文件的访问和管理。
3. 存储空间的分配与管理：文件系统需要对存储介质进行分区，并按照一定的算法来进行存储空间的分配和管理，以提高存储利用率。
4. 文件的存储和访问方式：文件系统通常采用块存储的方式来存储和访问文件，将文件划分为固定大小的块，并使用文件分配表或索引信息来管理文件数据的存储和访问。
5. 数据的缓存和缓存策略：文件系统通常会采用缓存机制来提高数据的访问速度，将最常用的数据缓存至内存中，并使用一定策略进行数据的替换和更新。
三、文件系统的实现方式1. FAT文件系统：FAT文件系统是一种简单易用的文件系统，广泛应用于Windows操作系统和移动存储设备中。
操作系统课程设计--为linux系统设计一个简单的二级文件系统
操作系统课程设计报告题目: 为Linux系统设计一个简单的二级文件系统指导老师:时间:2021.8.30一课程设计的目的课程设计目的使学生熟悉文件管理系统的设计方法；加深对所学各种文件操作的了解及其操作方法的特点。
通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识, 加深对教材中的重要算法的理解。
同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。
二课程设计的要求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三算法设计本次二级文件系统主要分为五大模块，分别是用户登录模块、新建目录模块、新建文件模块、删除文件模块和读取文件模块。
用户登录成功后才可以进行其他模块的操作。
1 用户登录模块用户登录模块要求用户输入用户，当输入正确后才能进行其他模块操作，否则提示用户名不存在并询问用户是否用此名进行注册。
若用户名未满,则提示注册成功,否则提示用现有注册用户,进行登录,并返回到登录界面。
用户登录模块流程图如图1所示。
图1 用户登录模块流程图2新建文件模块新建文件模块是在用户出入create 指令后进行的，进入后会要求用户输入文件名，并判断文件名是否存在，若没有则在要求用户输入文件读写权限，否则重新输入新的文件名。
新建文件模块流程图如图2所示。
图2 新建文件流程图3 删除文件模块删除文件模块是根据用户鼠标右击时选择到的节点来确定要删除节点的名字与路径，然后判断该节点是目录还是文件。
若是文件则直接删除文件，若是目录则进入该目录再删除其全部文件。
删除文件模块流程图如图4所示。
图4 删除文件模块流程图4读取文件模块读取文件模块，要求用户要在文件打开的前提下，将磁盘中的内容读取到内存中。
操作系统简单文件系统设计及实现.
简单文件系统的设计及实现一、实验目的:1、用高级语言编写和调试一个简单的文件系统,模拟文件管理的工作过程。
从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解2、要求设计一个 n个用户的文件系统,每次用户可保存 m 个文件,用户在一次运行中只能打开一个文件,对文件必须设置保护措施,且至少有 Create 、 delete 、open 、 close 、 read 、 write 等命令。
二、实验内容:1、设计一个 10个用户的文件系统,每次用户可保存 10个文件,一次运行用户可以打开 5个文件。
2、程序采用二级文件目录(即设置主目录 [MFD]和用户文件目录(UED 。
另外,为打开文件设置了运行文件目录(AFD 。
3、为了便于实现,对文件的读写作了简化,在执行读写命令时,只需改读写指针,并不进行实际的读写操作4、算法与框图✓因系统小,文件目录的检索使用了简单的线性搜索。
✓文件保护简单使用了三位保护码:允许读写执行、对应位为 1,对应位为 0, 则表示不允许读写、执行。
✓程序中使用的主要设计结构如下:主文件目录和用户文件目录( MFD、 UFD ; 打开文件目录( AFD(即运行文件目录文件系统算法的流程图如下三、工具 /准备工作:在开始本实验之前,请回顾教科书的相关内容。
并做以下准备: 1 一台运行Windows 2000 Professional或 Windows 2000 Server的操作系统的计算机。
2 计算机中需安装 Visual C++ 6.0专业版或企业版四、实验要求:(1 按照学校关于实验报告格式的要求, 编写实验报告 (含流程图 ;(2实验时按两人一组进行分组,将本组认为效果较好的程序提交检查。
实现一个简单的文件系统
实现一个简单的文件系统一个简单的文件系统是指一个用于管理文件和文件夹的系统，可以进行基本的文件和文件夹的创建、删除、重命名、查找、打开、关闭等操作。
以下是一个简单文件系统的实现，主要包括文件和文件夹的数据结构和相关操作。
1.数据结构：- 文件(File)：包含文件名、文件内容、创建时间、修改时间等属性。
- 文件夹(Folder)：包含文件夹名、文件夹路径、创建时间、修改时间等属性，以及包括的文件和文件夹列表。
2.操作：-创建文件夹：可以根据输入的文件夹名和路径，在对应的位置创建一个新的文件夹对象，并将其添加到上级文件夹的文件夹列表中。
-创建文件：可以根据输入的文件名和路径，在对应的位置创建一个新的文件对象，并将其添加到对应的文件夹的文件列表中。
-删除文件夹：可以根据输入的文件夹名和路径，将对应的文件夹对象从上级文件夹的文件夹列表中删除，并删除其包含的所有文件和文件夹。
-删除文件：可以根据输入的文件名和路径，将对应的文件对象从所在文件夹的文件列表中删除。
-重命名文件夹：可以根据输入的原文件夹名和路径以及新文件夹名，将对应的文件夹对象重命名。
-重命名文件：可以根据输入的原文件名和路径以及新文件名，将对应的文件对象重命名。
-查找文件夹/文件：可以根据输入的文件夹名和路径，查找对应的文件夹对象。
-打开文件：可以根据输入的文件名和路径，打开对应的文件对象，并显示其内容。
-关闭文件：可以关闭当前打开的文件。
3.实现：- 定义一个文件夹类(Folder)，包含文件夹名、文件夹路径、创建时间、修改时间等属性，以及一个存储文件夹对象的列表。
- 定义一个文件类(File)，包含文件名、文件内容、创建时间、修改时间等属性。
- 实现创建文件夹的方法(createFolder)，在对应的位置创建一个新的文件夹对象，并将其添加到上级文件夹的文件夹列表中。
- 实现创建文件的方法(createFile)，在对应的位置创建一个新的文件对象，并将其添加到对应的文件夹的文件列表中。
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重要组成部分，负责对计算机中的文件进行管理和组织。
在操作系统课程设计中，文件系统的设计和实现是一个重要的任务。
本文将介绍文件系统的设计原则、功能和实现过程。
二、设计原则1. 可靠性文件系统需要确保数据的可靠性，能够有效地进行错误检测和纠正。
它应该能够处理文件的损坏、删除或丢失等情况，并能够进行数据恢复。
2. 效率文件系统需要具备高效的存取和查找功能，能够在较短的时间内完成对文件的操作。
它应该对文件进行良好的组织和管理，以提高文件的读写速度。
3. 安全性文件系统要能够保护文件的机密性和完整性，确保只有授权用户才能访问文件，并防止数据被恶意篡改或破坏。
4. 可扩展性文件系统应该能够适应不同容量和规模的存储设备，并能够随着存储需求的增长而进行扩展。
三、功能1. 存储管理文件系统需要对存储设备进行管理，包括磁盘空间的分配、回收和整理等操作，确保文件能够高效地存储和读取。
2. 目录管理文件系统需要提供目录管理功能，能够对文件进行组织和分类。
用户可以根据目录结构查找和管理文件，方便文件的查找和访问。
3. 文件操作文件系统需要支持各种文件操作，包括创建、删除、打开、关闭、读取和写入等操作。
它应该提供一组接口供用户和应用程序使用。
4. 错误处理文件系统需要对各种错误情况进行处理，包括磁盘故障、读写错误和用户操作错误等。
它应该能够识别和纠正错误，并提供相应的错误提示和恢复机制。
四、实现过程1. 文件分配文件系统需要确定如何将磁盘空间分配给文件，以实现高效的存储和检索。
常见的文件分配方式包括连续分配、链式分配和索引分配等。
2. 目录结构文件系统需要设计合适的目录结构，以方便用户查找和管理文件。
常见的目录结构包括树状目录结构、索引节点和哈希表等。
3. 文件读写文件系统需要实现高效的文件读写功能，包括将文件从磁盘读入内存和将文件从内存写入磁盘。
它应该提供缓存机制来加速读写操作。
操作系统文件系统的设计与实现课程设计
目录第一章设计内容 (1)1．1设计目的 (1)1．2设计要求 (1)1．3程序设计思想 (1)第二章数据结构、算法和算法流程图 (2)2．1数据结构 (2)2．2程序功能图 (2)2．3程序流程图 (3)第三章程序运行结果及分析 (6)3．1程序运行结果 (6)3．2程序分析 (7)第四章心得体会 (8)参考文献 (9)附录程序清单 (10)第一章设计内容1．1 设计目的通过设计一个小型文件系统，进一步掌握文件管理的方法和技术，使学生初步具有研究、设计、编制和调试操作系统模块的能力。
1．2 设计要求(1) 问题描述在任一OS下，建立一个大文件，把它假想成一张盘，在其中实现一个简单的小型文件系统。
(2) 基本要求该文件系统没有子目录机制，文件连续分配，不考虑换“盘”和分区。
做一个简单的操作界面，提供五条简单的命令：dir、mkfile、type、copy、delfile，分别用于显示文件目录、建立文件、显示文件内容、复制和删除一个文件。
1．3 程序设计思想阅读操作系统方面的书籍，了解操作系统的文件系统原理。
结合分析课程设计要求，确定实体以及它们之间的关系。
实体关系有三张表(磁盘空间分配表、文件表、打开文件表)、一个模拟磁盘的数组、命令服务和用户构成。
用户负责输入命令。
命令服务实现命令的解释、命令检查、命令帮助以及调用相关模块执行相应的命令功能。
建立一个系统文件（模拟盘），并对此进行盘块的划分，第一个盘块存放文件目录，第二盘块存放盘块位示图，自第三个盘块开始存放各具体文件的内容，文件目录存放文件的名字，文件的扩展名，开始盘块号，所占用的盘块数目，文件的大小；盘块位示图用来标记盘块是否被占用。
构造这些实体的关系图，数据流图、程序流程图来进行具体的设计。
第二章数据结构、算法和算法流程图2．1 数据结构数据结构说明：本程序所运用的主要有两个数据结构，分别如下：文件目录结构：struct filename { //文件目录项结构体char name[9]; //文件名char ext[4]; //扩展名int i; //文件所占用磁盘块的第一个磁盘块号int Amount; //文件所占用磁盘块的块数long int size; //文件大小};盘块结构：struct empty { //盘块结构体int map[100]; //盘块位示图int filenum; //文件数量};2．2 程序功能图图2.1文件系统提供的文件操作有建立文件(mkfile)、复制文件(copy)、显示文件所有内容(type)、删除文件(delfile)。
操作系统课程设计-模拟一个简单二级文件管理系统
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、upassword[]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 <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <conio.h>#include <time.h>#include <string.h>#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 password[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<MaxUser;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 user\n");printf(" 2、login\n");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 a1\n");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b1\n");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：df\n");printf(" close-关闭文件格式：close a1,将关闭文件a1\n");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]!='\0';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]='\0';for(i=0;i<commandAmount;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]!=' '&&command[i]!='\0';i++,k++) //commmand_str2字符串存储文件名或用户名command_str2[k]=command[i];command_str2[k]='\0';k=i;switch(select){case 0:for(i=k+1,k=0;command[i]!=' ';i++,k++)command_str3[k]=command[i];command_str3[k]='\0';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;}for(i=k+1,k=0;command[i]!=' '&&command[i]!='\0';i++,k++)command_str4[k]=command[i];command_str4[k]='\0';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]!='\0';i++,k++)command_str3[k]=command[i];command_str3[k]='\0';chmod(command_str2,command_str3);break;case 6:for(i=k+1,k=0;command[i]!='\0';i++,k++)command_str3[k]=command[i];command_str3[k]='\0';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<MaxUser){printf("请输入用户名：");for(i=0;c=getch();i++){if(c==13) break;elseuserName[i]=c;printf("%c",c);}userName[i]='\0';for(i=0;i<used;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;elseuserTable[used].password[i]=c;printf("*");}userTable[userID].password[i]='\0';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;elsename[i]=c;printf("%c",c);}name[i]='\0';for(i=0;i<used;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<3;times++){memset(psw,'\0',sizeof(psw));printf("\n请输入密码:");for(i=0;c=getch();i++){if(c==13) break;elsepsw[i]=c;printf("*");}printf("\n");for(i=0;i<used;i++){if(!strcmp(psw,userTable[i].password)){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，因为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");}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<length;i++,k++){if(i%50==0) printf("\n"); //一行大于50个字符换行printf("%c",disk[i]);}printf("\n\n*****************************************************\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<(int)strlen(str);i++,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：%s\n",p->file->fileName);printf("文件长度：%d\n",p->file->maxlength);printf("文件在存储空间的起始地址：%d\n",p->file->strat);printf("文件类型：%s\n",p->file->fileKind);printf("创建时间：%s\n",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<MaxUser;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：%dbit\n\n",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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操作系统课程设计报告小组编号：小组成员：一、课程设计概述：1、题目：简单文件系统的实现2、实现内容(1)在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储分区，在其上实现一个简单的基于多级目录的单用户单任务系统中的文件系统。
在退出该文件系统的使用时，应将该虚拟文件系统以一个Windows 文件的方式保存到磁盘上，以便下次可以再将它恢复到内存的虚拟磁盘空间中。
(2)文件存储空间的分配可采用显式链接分配或其他的办法。
(3)空闲磁盘空间的管理可选择位示图或其他的办法。
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，那么可以将位示图合并到FAT 中。
(4)文件目录结构采用多级目录结构。
为了简单起见，可以不使用索引结点，其中的每个目录项应包含文件名、物理地址、长度等信息，还可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。
(5)要求提供以下操作命令：my_format ：对文件存储器进行格式化，即按照文件系统的结构对虚拟磁盘空间进行布局，并在其上创建根目录以及用于管理文件存储空间等的数据结构。
my_mkdir ：用于创建子目录。
my_rmdir ：用于删除子目录。
my_ls ：用于显示目录中的内容。
my_cd :用于更改当前目录。
my_create :用于创建文件。
my_ope n：用于打开文件。
my_close :用于关闭文件。
my_write :用于写文件。
my_read:用于读文件。
my_rm :用于删除文件。
my_exitsys :用于退出文件系统。
二、设计思路(主要算法描述、程序流程图等)1．系统主函数main()( 1)对应命令:无(2)命令调用格式:无( 3)函数设计格式: void main()( 4)功能:系统主函数( 5)输入:无(6)输出:无( 7)函数需完成的工作:①对前面定义的全局变量进行初始化；②调用startsys() 进入文件系统；③ 列出文件系统提供的各项功能及命令调用格式； ④ 显示命令行提示符，等待用户输入命令； ⑤ 将用户输入的命令保存到一个 buf 中；⑥ 对 buf 中的内容进行命令解析，并调用相应的函数执行用户键入的命令； ⑦ 如果命令不是“ my_exitsys ”，则命令执行完毕后转④。
2. 进入文件系统函数 startsys （） （1）对应命令：无 （2）命令调用格式：无（ 3）函数设计格式： void startsys （）（4）功能：由 main （） 函数调用，进入并初始化我们所建立的文件系统，以供用户使用。
（ 5）输入：无（ 6）输出：无。
（7）函数需完成的工作： ① 申请虚拟磁盘空间；② 使用c 语言的库函数fopen （）打开myfsys 文件：若文件存在，则转③；若文件不存在， 则创建之，转⑤③ 使用 c 语言的库函数 fread （） 读入 myfsys 文件内容到用户空间中的一个缓冲区中，并判 断其开始的8个字节内容是否为“ 10101010”（文件系统魔数），如果是，则转④；否则转 ⑤； ④ 将上述缓冲区中的内容复制到内存中的虚拟磁盘空间中；转⑦⑤ 在屏幕上显示“ myfsys 文件系统不存在，现在开始创建文件系统”信息，并调用 my_format （）对①中申请到的虚拟磁盘空间进行格式化操作。
转⑥； ⑥ 将虚拟磁盘中的内容保存到myfsys 文件中；转⑦⑦ 使用c 语言的库函数fclose （）关闭myfsys 文件；⑧ 初始化用户打开文件表，将表项 0 分配给根目录文件使用，并填写根目录文件的相关信 息，由于根目录没有上级目录，所以表项中的 dirno 和 diroff 分别置为 5（根目录所在起始 块号）和 0；并将 ptrcurdir 指针指向该用户打开文件表项。
⑨ 将当前目录设置为根目录。
3．磁盘格式化函数 my_format （） （ 1 ）对应命令： my_format （ 2）命令调用格式： my_format （ 3）函数设计格式： void my_format （）（ 4）功能：对虚拟磁盘进行格式化，布局虚拟磁盘，建立根目录文件（或根目录区） （ 5）输入：无 （ 6）输出：无。
（ 7）函数需完成的工作： 开始的 8 个字节是文件系统的魔数， 记为“10101010”； FAT 表大小及位置、根目录大小及位置、盘块大小、FAT 表，用于记录文件所占据的磁盘块及管理虚拟磁盘 块的分配，每个 FAT 占据两个磁盘块；对于每个 FAT 中，前面 5 个块设置为已分配，后面 995 个块设置为空闲；③ 在第二张FAT 后创建根目录文件 root ，将数据区的第1块（即虚拟磁盘的第 6块）分配 给根目录文件，在该磁盘上创建两个特殊的目录项：“.”和“..”，其内容除了文件名不同之① 将虚拟磁盘第一个块作为引导块， 在之后写入文件系统的描述信息，如 盘块数量、数据区开始位置等信息；外，其他字段完全相同。
4．更改当前目录函数my_cd（）（1）对应命令：my_cd（2）命令调用格式：my_cd dirname（3）函数设计格式：void my_cd（char *dirname）（4）功能：改变当前目录到指定的名为dirname 的目录。
（5）输入：dirname ：新的当前目录的目录名；（6）输出：无（7）函数需完成的工作：①调用my_open（）打开指定目录名的父目录文件，并调用do_read（）读入该父目录文件内容到内存中；②在父目录文件中检查新的当前目录名是否存在，如果存在则转③，否则返回，并显示出错信息；③调用my_close（）关闭①中打开的父目录文件；④调用my_close（）关闭原当前目录文件；⑤如果新的当前目录文件没有打开，则打开该目录文件；并将ptrcurdir 指向该打开文件表项；⑥设置当前目录为该目录。
5．创建子目录函数my_mkdir（）（1）对应命令：my_mkdir（2）命令调用格式：my_ mkdir dirname（3）函数设计格式：void my_mkdir（char *dirname）（4）功能：在当前目录下创建名为dirname 的子目录。
（5）输入：dirname ：新建目录的目录名。
（6）输出：无。
（7）函数需完成的工作：①调用do_read（）读入当前目录文件内容到内存，检查当前目录下新建目录文件是否重名，若重名则返回，并显示错误信息；②为新建子目录文件分配一个空闲打开文件表项，如果没有空闲表项则返回-1，并显示错误信息；③检查FAT 是否有空闲的盘块，如有则为新建目录文件分配一个盘块，否则释放①中分配的打开文件表项，返回，并显示错误信息；④在当前目录中为新建目录文件寻找一个空闲的目录项或为其追加一个新的目录项;需修改当前目录文件的长度信息，并将当前目录文件的用户打开文件表项中的fcbstate 置为1；⑤准备好新建目录文件的FCB 的内容，文件的属性为目录文件，以覆盖写方式调用do_write（）将其填写到对应的空目录项中；⑥在新建目录文件所分配到的磁盘块中建立两个特殊的目录项“.”和“ ..”目录项，方法是：首先在用户空间中准备好内容，然后以截断写或者覆盖写方式调用do_write（）将其写到③中分配到的磁盘块中；⑦返回。
6．删除子目录函数rmdir（）（1）对应命令：my_ rmdir（2）命令调用格式：my_ rmdir dirname（1）函数设计格式：void my_rmdir（char *dirname）（2）功能：在当前目录下删除名为dirname 的子目录。
（3）输入：dirname ：欲删除目录的目录名。
（4）输出：无。
（5）函数需完成的工作：①调用do_read（）读入当前目录文件内容到内存，检查当前目录下欲删除目录文件是否存在，若不存在则返回，并显示错误信息；②检查欲删除目录文件是否为空（除了“.”和“ ..”外没有其他子目录和文件），可根据其目录项中记录的文件长度来判断，若不为空则返回，并显示错误信息；③检查该目录文件是否已经打开，若已打开则调用my_close（）关闭掉；④回收该目录文件所占据的磁盘块，修改FAT ；⑤从当前目录文件中清空该目录文件的目录项，且free 字段置为0：以覆盖写方式调用do_write （）来实现；⑥修改当前目录文件的用户打开表项中的长度信息，并将表项中的fcbstate 置为 1 ；⑦返回。
7．显示目录函数my_ls（）（1）对应命令：my_ls（2）命令调用格式：my_ls（3）函数设计格式：void my_ls（void）（4）功能：显示当前目录的内容（子目录和文件信息）。
（5）输入：无（6）输出：无（7）函数需完成的工作：①调用do_read（）读出当前目录文件内容到内存；②将读出的目录文件的信息按照一定的格式显示到屏幕上；③返回。
8．创建文件函数my_create（）（1）对应命令：my_create（2）命令调用格式：my_create filename（3）函数设计格式：int my_create （char *filename）（4）功能：创建名为filename 的新文件。
（5）输入：filename ：新建文件的文件名，可能包含路径。
（6）输出：若创建成功，返回该文件的文件描述符（文件打开表中的数组下标）；否则返回-1 。
（7）函数需完成的工作：①为新文件分配一个空闲打开文件表项，如果没有空闲表项则返回-1 ，并显示错误信息；②若新文件的父目录文件还没有打开，则调用my_open（）打开；若打开失败，则释放①中为新建文件分配的空闲文件打开表项，返回-1，并显示错误信息；③调用do_read（）读出该父目录文件内容到内存，检查该目录下新文件是否重名，若重名则释放①中分配的打开文件表项，并调用my_close（）关闭②中打开的目录文件；然后返回-1，并显示错误信息；④检查FAT 是否有空闲的盘块，如有则为新文件分配一个盘块，否则释放①中分配的打开文件表项，并调用my_close（）关闭②中打开的目录文件；返回-1，并显示错误信息；⑤在父目录中为新文件寻找一个空闲的目录项或为其追加一个新的目录项;需修改该目录文件的长度信息，并将该目录文件的用户打开文件表项中的fcbstate 置为1；⑥准备好新文件的FCB 的内容，文件的属性为数据文件，长度为0，以覆盖写方式调用do_write （）将其填写到⑤中分配到的空目录项中；⑦为新文件填写①中分配到的空闲打开文件表项，fcbstate 字段值为0，读写指针值为0；⑧调用my_close（）关闭②中打开的父目录文件；⑨将新文件的打开文件表项序号作为其文件描述符返回。
9．删除文件函数my_rm（）（ 1 ）对应命令：my_rm（2）命令调用格式：my_rm filename（3）函数设计格式：void my_rm（char *filename）（4）功能：删除名为filename 的文件。