计算机操作系统课程设计

.计算机操作系统课程设计班级：计 091-1：学号：使用语言： C+指导老师：学院：.一、系统要求1、实验目的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（至少 4 条）；login用户登陆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、系统分析1、设计思想本文件为二级文件系统， 即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。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。系统采用结构体来存储用户、文件目录、文件数据内容：048*548*5+44*5048*5+44*50+264*200用户区文件目录区文件数据区每个分区都是由结构体组成，每个个去的结构体的个数由格式化系统是决定。整个系统的编码构成主要分为：.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；2、主要数据结构Allstruct.h文件的内容：struct s_user/ 用户区结构体long isuse;/ 是否使用char name20;/ 用户名char psd20;/ 密码long address;/ 目录地址;struct s_list/ 目录结构体.long isuse;/ 是否使用char name20;/ 文件名字long myaddress;/ 本条目录地址long pointaddress; / 指向的文件的地址long isfile;/ 是否锁定long pointsize;/ 目标文件的大小long nextaddress;/ 下条目录的地址;struct s_file/ 文件结构体long isuse;/ 是否使用char content256; / 文件内容long next;/ 下个文件块地址;三、系统执行1、 如果首次进入系统， 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：2、刚初始化后，没有用户，提示创建用户：.3、用户创建成功后出现对系统操作的菜单4、注册用户功能：5、用户登录，登录成功后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：.6、新注册的用户默认为没有文件，选择创建文件，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：7、此次新建的文件为锁定状态，不能被删除：.8、对文件查看，默认创建的时候用0 填充文件内容：9、修改文件内容：10、对文件的锁定进行装换：11、删除文件：.12、注销登录退出系统：四、功能实现Mysys.h#include #include myuserfile.hclass MSysterm/ 封装了管理系统的方法/ 成员变量private:FILE *myfile;MUser myuser;/ 成员函数public:MSysterm()void outName();/ 打印登陆后的用户名int cheack();/ 检查虚拟文件系统跟是否存在int myformat();/ 初始化虚拟磁盘int createuser(); /创建用户int login();/ 用户登录void mymain();/ 主控制程序int logout();/ 用户注销;.Myuserfile.h#include class MUser/ 封装了管理文件的方法/ 成员变量public:FILE *myfile;char name20;/ 用户名char psd20;/ 密码long listaddress;/ 目录地址long myaddress;/ 此用户的地址private:long lastaddress;/ 最后一个目录的地址/ 成员函数public:int createFile();/ 增加文件int delFile(char filename20);/删除文件int revampFile(char filename20);/修改文件int mydir();/ 列出当前目录的所有文件（夹）int viewFile(char filename20);/查看文件int myConversion(char filename20);/转换是否锁定状态private:int isSame(char filename_f20,char filename_s20);Mymain.cpp#include #include #include mysys.h#include using namespace std;int main()char nod1;int n_select = 2 , i_1 =0;MSysterm mysys;/*文件不存在的程序入口*/if(mysys.cheack()=-1)/磁盘空间不存在cout 虚拟磁盘文件不存在，是否生成？ Y/N nod1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流if(nod1=Y|nod1=y).cout 正在创建。 endl;if(mysys.myformat()!=1)/创建磁盘空间cout 创建磁盘空间失败！即将退出。nod1;return 2;cout 创建完成！是否创建用户？Y/N nod1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流if(nod1=Y|nod1=y)if(mysys.createuser()=1)/创建用户cout 创建用户成功。endl;elsecout 创建用户失败！即将退出。endl;return 3;elsecout 匿名用户无法进入系统，正在退出。 endl;return 4;elsecout 程序已结束！按任意键退出。 endl;return 1;/*文件存在的程序入口*/for (;)cout*endl;cout 请选择： endl;cout1. 登录 endl2. 注册 endl3. 退出 endl;cout*n_select;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流if (n_select = 1)for (int i_1=0;i_1=3;i_1+)/登录if (mysys.login()=1)cout 登陆成功！欢迎您;mysys.outName();.break;elsecout 用户名不存在或密码错误！endl;if (i_1=4)cout 非法用户 !endl 输入任意键退出。 nod1;return 5;break;if (n_select = 2)if(mysys.createuser()=1)/创建用户cout 创建用户成功。endl;elsecout 创建用户失败！endl;if (n_select = 3)return 6;mysys.mymain();return 0;Mysys.cpp#include mysys.h#include allstruct.h#include #include #include /用于清除残留的输入流using namespace std;int MSysterm:cheack()/检查虚拟空间是否存在myfile=fopen(test1.txt,r);if(myfile=NULL)return -1;/返回 -1 ，代表文件不存在fclose(myfile);return 1;.int MSysterm:myformat()int i =1;myfile=fopen(test1.txt,w);if(myfile=NULL)return -1;s_user ms_user;ms_user.isuse=0;s_list ms_list;ms_list.isuse=0;s_file ms_file;ms_file.isuse=0;for (i =1 ; i=5 ; i+)if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile)!=1)/用户区格式化cout 用户格式信息写入失败！endl;fclose(myfile);return -2;for (i = 1; i=50 ;i+)if(fwrite(&ms_list,sizeof(ms_list),1,myfile)!=1)/目录区格式化cout 目录格式信息写入失败！endl;fclose(myfile);return -3;for (i=0;i=199;i+)if(fwrite(&ms_file,sizeof(ms_file),1,myfile)!=1)/数据区格式化cout 数据格式信息写入失败！endl;fclose(myfile);return -4;fclose(myfile);return 1;int MSysterm:createuser()/创建用户.s_user ms_user,ms_user2;int nowaddress = 0 ,issame=0 ,m=0 , i =1 ;/记录当前的扫描指针，密码比对标志位,循环使用的变量cout 正在检查用户空间是否足够。 endl;myfile=fopen(test1.txt,r);for (i=1;i=5;i+,fseek(myfile,44,1),nowaddress+)/检查用户空间是否足够if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0)cout 读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)break;if (i=6)cout 用户空间已满！创建用户失败endl;return -2;for (;)cout 请输入新用户的用户名：ms_user.name;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流fseek(myfile,0,0);for (i=1;i=5;i+)/检查用户名if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0 )/找到被使用的用户区，下一步读取名字cout 读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)fseek(myfile,44,1);elseif (fread(&ms_user2.name,20,1,myfile)=0)/读取用户区的名字cout 读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_user.namem != ms_user2.namem).issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_user.namem = 0)break;if (issame = 1)cout 用户名重复！请重新输入：=6)for (;)/ 输入密码cout 请输入密码，最多19 位。 ms_user.psd;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流 cout 请再次输入密码： ms_user2.psd;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流 for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_user.psdm != ms_user2.psdm)issame = 0;cout两次密码不匹配ms_user.psdms_user2.psdmendl;break;elseissame = 1;if (ms_user.psdm = 0)break;if (issame = 1)break;cout 进入存储。 endl;ms_user.isuse =1;/ 空间使用置为使用 (1);.ms_user.address = 0;/ 默认不存在目录fclose(myfile);myfile=fopen(test1.txt,r+);fseek(myfile,48*nowaddress,0);if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile) = 0)cout 写入用户信息失败！endl;elsebreak;fclose(myfile);return 1;int MSysterm:login()/用户登录s_user ms_user,ms_user2;int issame = 0, m = 0 , i =0 ;/比较标记，循环使用的变量cout 请输入用户名：ms_user.name;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流myfile=fopen(test1.txt,r);for (i = 1;i=5;i+)if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0)/读取被使用的用户区cout 读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)fseek(myfile,44,1);continue;elseif (fread(&ms_user2.name,20,1,myfile)=0)/读取名字cout 读取用户空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_user.namem != ms_user2.namem)issame = 0;break;else.issame = 1;if (ms_user.namem = 0)break;if (issame = 1)if (fread(&ms_user2.psd,20,1,myfile)=0)/读取密码cout 读取密码失败！磁盘错误。endl;fclose(myfile);return -1;for (int k=0;k=2;k+)cout 请输入密码： ms_user.psd;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流for (m =0 ;m=19;m+)if (ms_user.psdm != ms_user2.psdm)issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_user.psdm = 0)break;if (issame = 0)cout 密码错误，请重新输入。endl;elseif (fread(&ms_user2.address,4,1,myfile)=0)/读取目录地址cout 读取目录失败！磁盘错误。endl;fclose(myfile);return -1;for (m=0;m=19;m+)/对对象myuser赋值myuser.namem = ms_user2.namem;myuser.psdm = ms_user2.psdm;myuser.listaddress = ms_user2.address;myuser.myaddress = (i-1)*48;fclose(myfile);return 1;/ 返回登录成功.fclose(myfile);return -2;/密码错误fseek(myfile,24,1);fclose(myfile);return -1;void MSysterm:mymain()/主控制程序int m_point=9,myget=0;/记录使用第几层控制台,接收函数返回值char m_name120,m_name220;for (;)if(m_point= 0)myget=logout();break;coutendl* *endl;cout 当前目录下的文件：endl;myget = myuser.mydir();cout*endl;cout*endl;cout 请输入您的选择：endl;cout1.查看文件内容endl;cout2.新建文件 endl;cout3.删除文件 endl;cout4.修改文件 endl;cout5.是否锁定状态转换endl;cout0.注销，退出程序 endl;cout*m_point;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流switch (m_point)case 1:if (myuser.listaddress = 0)cout 您还没有创建文件！ endl;break;cout 请输入要查看的文件的名字：(仅限当前目录 )m_name1;cin.clear(); / 清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流myget = myuser.viewFile(m_name1);switch (myget).case 1:cout 文件查看成功！endl;break;case -1:cout 磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout 文件不存在！endl;break;default:break;break;/case 1文件打开case 2:myget = myuser.createFile();switch (myget)case 1:cout 创建成功！ endl;break;case -1:cout 磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout 目录空间已满！endl;break;case -3:cout 数据空间已满！endl;break;case -4:cout 文件名已存在！endl;break;default:/cout创建文件失败，原因未知！endl;break;.break;/case 2新建文件case 3:if (myuser.listaddress = 0)cout 您还没有创建文件！endl;break;cout 请输入要删除的文件的名字： (仅限当前目录 )m_name1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); / 清空输入流 myget = myuser.delFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout 文件删除成功！endl;break;case -1:cout 磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout 文件不存在！endl;break;case -4:cout 文件锁定！不能删除！endl;break;default:cout 未知原因，删除失败！endl;break;break;/case 3删除文件case 4:if (myuser.listaddress = 0)cout 您还没有创建文件！endl;break;cout 请输入要修改的文件的名字：(仅限当前目录 )m_name1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流.myget = myuser.revampFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout 文件修改成功！endl;break;case -1:cout 磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout 文件不存在！endl;break;case -4:/ cout 文件锁定！无法修改！ endl; break;case -5:cout 输入内容过多！无法修改！endl;break;default:/ cout 未知原因，修改失败！ endl; break;break;/case 4修改文件case 5:if (myuser.listaddress = 0)cout 您还没有创建文件！endl;break;cout 请输入要转换是否锁定的文件的名字：(仅限当前目录 )m_name1;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流myget = myuser.myConversion(m_name1);switch (myget)case 0:cout 文件已转换为锁定！ endl;break;case 1:cout 文件已转换为自由读写！ endl;.break;case -1:cout 磁盘打开失败！endl;break;case -2:cout 文件不存在！endl;break;default:cout 未知原因，修改失败！endl;break;break;/case 5转换是否锁定状态default:break;/switchint MSysterm:logout()/用户注销char word20 = 0;for (int i = 0 ; i=19 ; i+)myuser.namei = wordi;myuser.psdi = wordi;fclose(myfile);cout 已注销！ endl;return 1;void MSysterm:outName()/打印登陆后的用户名coutmyuser.nameendl;Myuserfile.cpp#include #include #include #include /用于清除残留的输入流#include myuserfile.h#include allstruct.husing namespace std;.int MUser:createFile()/ 增加文件s_list ms_list;s_file ms_file;long nowaddress =0 ,f_address10, num_char = 0 ;/目录循环记录变量，数据块地址变量组，字符个数（文件大小）int f_ad_num = 0 , myerr = 0 ,i = 1; /写入的块数，是否在最终写入时失败（失败置1）char f_name20 = ,m=0,e=0,f_islock;long old_lastaddress = lastaddress ;/上一个目录地址（用于出错回滚）myfile=fopen(test1.txt,r+);if (myfile = NULL)cout 读取磁盘失败！endl;fclose(myfile);return -1;fseek(myfile,48*5,0);/ 文件指针跳到目录区for (i=1;i=50;i+,fseek(myfile,40,1),nowaddress+)/检查目录空间是否足够if (fread(&ms_list.isuse,4,1,myfile)=0)/读取是否使用cout 读取目录空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_list.isuse=0)/如果读取到未使用则跳出检测break;if (i=51)cout 目录空间已满！创建文件失败endl;fclose(myfile);return -2;fseek(myfile,48*5+44*50,0);/文件指针跳到数据区for (i=1;i=200;i+,fseek(myfile,260,1)/检查数据空间是否足够(初步检查 )if (fread(&ms_file.isuse,4,1,myfile)=0)/读取是否使用cout 读取数据空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_file.isuse=0)/如果有空白的数据块则跳出break;if (i=201)cout 数据空间已满！创建文件失败endl;fclose(myfile);return -2;.cout 请输入文件名 (字母和数字，最多19 个字符 )： f_name;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流fseek(myfile,48*5,0);/ 文件指针跳到目录区for (i=1;i=50;i+)/检查文件名是否被使用if (fread(&ms_list,sizeof(ms_list),1,myfile)=0)/读取目录cout 读取目录空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_list.isuse = 1)/如果读取到未使用则跳出检测if( isSame(f_name,ms_list.name) = 1)fclose(myfile);return -4;for (;)cout 文件由多少个字符 m 组成 ? (必须小于 2550 个字符 )num_char;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流if (num_char = 2550)break;cout 文件长度必须小于2550 个字符。 endl;ms_list.pointsize = num_char;cout 文件是否锁定 ? y 锁定 / n( 或其他 ) 自由读写 f_islock;cin.clear(); /清除流的错误标记cin.ignore(numeric_limits:max(),n); /清空输入流if( f_islock = y | f_islock = Y)ms_list.isfile = 0;elsems_list.isfile =1;fseek(myfile,48*5+44*50,0);/文件指针跳到数据区for ( i=0 ; i=199 & f_ad_num=(num_char/255); i+ , fseek(myfile,260,1) )/检查数据空间是否足够.if (fread(&ms_file.isuse,4,1,myfile)=0)cout 读取数据空间失败，虚拟磁盘格式错误，可能已被损坏endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_file.isuse=0)/如果有空白区块f_addressf_ad_num= i*264+48*5+44*50;/记录下当前空白区块的绝对物理地址f_ad_num+;/先用后加if (f_ad_num = (num_char/255)/空白的地址不足cout 没有足够的磁盘空间，创建失败！endl;fclose(myfile);return -3;ms_file.isuse = 1;int k = 0;/for循环变量for (i=0 ; if_ad_num ; i+)if ( i 255)/数据太多，一个区块放不了if ( fwrite(&ms_file.isuse,4,1,myfile) = 0)/写入已