計算機操作系統(tǒng)課程設計

1、計算機操作系統(tǒng)課程設計班級：計091-1姓名：學號：使用語言：C+指導老師：學院：一、 系統(tǒng)要求1、實驗目的 通過一個簡單多用戶文件系統(tǒng)的設計，加深理解文件系統(tǒng)的內部功能及內部實現(xiàn)。2、實驗內容 為linux系統(tǒng)設計一個簡單的二級文件系統(tǒng)。要求做到以下幾點： （1）可以實現(xiàn)下列幾條命令（至少4條）； login用戶登陸 dir 列文件目錄 create創(chuàng)建文件 delete刪除文件 open 打開文件 close關閉文件 read 讀文件 write寫文件 （2）列目錄時要列出文件名、物理地址、保護碼和文件長度； （3）源文件可以進行讀寫保護。二、系統(tǒng)分析1、設計思想本文件為二級文件系統(tǒng)，即要

2、實現(xiàn)對文件的增刪改查，同時又具備登陸系統(tǒng)、注冊用戶的功能，各個用戶之間的文件系統(tǒng)互不干擾。本文件系統(tǒng)采用兩級目錄，其中第一級對應于用戶賬號，第二級對應于用戶帳號下的文件。另外，為了簡便文件系統(tǒng)未考慮文件共享，文件系統(tǒng)安全以及管道文件與設備文件等特殊內容。系統(tǒng)采用結構體來存儲用戶、文件目錄、文件數(shù)據(jù)內容：0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200文件數(shù)據(jù)區(qū)文件目錄區(qū)用戶區(qū)每個分區(qū)都是由結構體組成，每個個去的結構體的個數(shù)由格式化系統(tǒng)是決定。整個系統(tǒng)的編碼構成主要分為：Allstruct.h 定義了每個分區(qū)的結構體；Mysys.h 聲明了對系統(tǒng)操作的各種方法；Myuse

3、rfile.h 聲明了對文件操作的各種方法；Mymain.cpp 整個系統(tǒng)的主函數(shù)，操作入口；Mysys.cpp 包含了mysys.h，實現(xiàn)了操作系統(tǒng)的各種方法；Myuserfile.cpp 包含了myuserfile.h，實現(xiàn)了操作文件的各種方法；2、主要數(shù)據(jù)結構Allstruct.h文件的內容：struct s_user /用戶區(qū)結構體long isuse; /是否使用char name20; /用戶名char psd20; /密碼long address; /目錄地址;struct s_list /目錄結構體long isuse; /是否使用char name20; /文件名字long

4、myaddress; /本條目錄地址long pointaddress; /指向的文件的地址long isfile; /是否鎖定long pointsize; /目標文件的大小long nextaddress; /下條目錄的地址;struct s_file /文件結構體long isuse; /是否使用char content256; /文件內容long next; /下個文件塊地址;三、 系統(tǒng)執(zhí)行1、 如果首次進入系統(tǒng)，還沒有文件系統(tǒng)，則會提示格式化文件系統(tǒng)，創(chuàng)建分區(qū)，并初始化分區(qū)：2、剛初始化后，沒有用戶，提示創(chuàng)建用戶：3、用戶創(chuàng)建成功后出現(xiàn)對系統(tǒng)操作的菜單 4、注冊用戶功能：5、用戶登錄

5、，登錄成功后顯示當前用戶下的所有文件及其詳細信息，同時顯示對文件操作的菜單： 6、新注冊的用戶默認為沒有文件，選擇創(chuàng)建文件，并且每次對文件操作后顯示當前用戶的所有文件和操作菜單：7、此次新建的文件為鎖定狀態(tài)，不能被刪除：8、對文件查看，默認創(chuàng)建的時候用0填充文件內容： 9、修改文件內容： 10、對文件的鎖定進行裝換： 11、刪除文件： 12、注銷登錄退出系統(tǒng)：四、 功能實現(xiàn)Mysys.h#include <stdio.h>#include "myuserfile.h"class MSysterm /封裝了管理系統(tǒng)的方法/成員變量private:FILE *myf

6、ile;MUser myuser;/成員函數(shù)public:MSysterm()void outName(); /打印登陸后的用戶名int cheack(); /檢查虛擬文件系統(tǒng)跟是否存在int myformat(); /初始化虛擬磁盤int createuser(); /創(chuàng)建用戶int login(); /用戶登錄void mymain(); /主控制程序int logout(); /用戶注銷;Myuserfile.h#include <stdio.h>class MUser /封裝了管理文件的方法 /成員變量public:FILE *myfile;char name20; /用戶

7、名char psd20; /密碼long listaddress; /目錄地址long myaddress; /此用戶的地址private:long lastaddress; /最后一個目錄的地址/成員函數(shù)public:int createFile(); /增加文件int delFile(char filename20);/刪除文件int revampFile(char filename20);/修改文件int mydir(); /列出當前目錄的所有文件（夾）int viewFile(char filename20);/查看文件int myConversion(char filename20)

8、;/轉換是否鎖定狀態(tài)private:int isSame(char filename_f20,char filename_s20);Mymain.cpp#include <stdio.h>#include <iostream>#include "mysys.h"#include <limits>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)/磁盤空間不存在

9、cout<<"虛擬磁盤文件不存在，是否生成？ Y/N "<<endl;cin>>nod1;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流if(nod1='Y'|nod1='y')cout<<"正在創(chuàng)建。"<<endl;if(mysys.myformat()!=1)/創(chuàng)建磁盤空間cout<<"創(chuàng)建磁盤空間

10、失?。〖磳⑼顺?。"<<endl;cin>>nod1;return 2;cout<<"創(chuàng)建完成！是否創(chuàng)建用戶？ Y/N "<<endl;cin>>nod1;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流if(nod1='Y'|nod1='y')if(mysys.createuser()=1)/創(chuàng)建用戶cout<<"

11、創(chuàng)建用戶成功。"<<endl;elsecout<<"創(chuàng)建用戶失??！即將退出。"<<endl;return 3;elsecout<<"匿名用戶無法進入系統(tǒng)，正在退出。"<<endl;return 4;elsecout<<"程序已結束！按任意鍵退出。"<<endl;return 1;/*文件存在的程序入口*/for (;)cout<<"*"<<endl;cout<<"請選擇：&qu

12、ot;<<endl;cout<<" 1. 登錄"<<endl<<" 2. 注冊"<<endl<<" 3. 退出"<<endl;cout<<"*"<<endl;cin>>n_select;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流if (n_select

13、= 1)for (int i_1=0;i_1<=3;i_1+)/登錄if (mysys.login()=1)cout<<"登陸成功！歡迎您 "mysys.outName();break;elsecout<<"用戶名不存在或密碼錯誤！"<<endl;if (i_1=4)cout<<"非法用戶!"<<endl<<"輸入任意鍵退出。"<<endl;cin>>nod1;return 5;break;if (n_select

14、 = 2)if(mysys.createuser()=1)/創(chuàng)建用戶cout<<"創(chuàng)建用戶成功。"<<endl;elsecout<<"創(chuàng)建用戶失??！"<<endl;if (n_select = 3)return 6;mysys.mymain();return 0;Mysys.cpp#include "mysys.h"#include "allstruct.h"#include <iostream>#include <stdio.h>#inclu

15、de <limits>/用于清除殘留的輸入流using namespace std;int MSysterm:cheack()/檢查虛擬空間是否存在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

16、_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)/用戶區(qū)格式化cout<<"用戶格式信息寫入失??！"<<endl;fclose(myfile);return -2;for (i = 1; i<=50 ;i+)if(fwrite(&ms_list,siz

17、eof(ms_list),1,myfile)!=1)/目錄區(qū)格式化cout<<"目錄格式信息寫入失敗！"<<endl;fclose(myfile);return -3;for (i=0;i<=199;i+)if(fwrite(&ms_file,sizeof(ms_file),1,myfile)!=1)/數(shù)據(jù)區(qū)格式化cout<<"數(shù)據(jù)格式信息寫入失??！"<<endl;fclose(myfile);return -4;fclose(myfile);return 1;int MSysterm:cre

18、ateuser()/創(chuàng)建用戶s_user ms_user,ms_user2;int nowaddress = 0 ,issame=0 ,m=0 , i =1 ;/記錄當前的掃描指針，密碼比對標志位,循環(huán)使用的變量cout<<"正在檢查用戶空間是否足夠。"<<endl;myfile=fopen("test1.txt","r");for (i=1;i<=5;i+,fseek(myfile,44,1),nowaddress+)/檢查用戶空間是否足夠if (fread(&ms_user2.isuse,4,

19、1,myfile)=0)cout<<"讀取用戶空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)break;if (i=6)cout<<"用戶空間已滿！創(chuàng)建用戶失敗"<<endl;return -2;for (;)cout<<"請輸入新用戶的用戶名："<<endl;cin>>ms_;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.i

20、gnore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流fseek(myfile,0,0);for (i=1;i<=5;i+)/檢查用戶名if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0 )/找到被使用的用戶區(qū)，下一步讀取名字cout<<"讀取用戶空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_user2.isuse=0)fseek(myfile,44,1);e

21、lseif (fread(&ms_,20,1,myfile)=0)/讀取用戶區(qū)的名字cout<<"讀取用戶空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);return -1;for (m =0 ;m<=19;m+)if (ms_m != ms_m)issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_m = '0')break;if (issame = 1)cout<<&q

22、uot;用戶名重復！請重新輸入："<<endl;break;fseek(myfile,24,1);if (i>=6)for (;)/輸入密碼cout<<"請輸入密碼，最多19位。"<<endl;cin>>ms_user.psd;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流cout<<"請再次輸入密碼："<<endl;cin&g

23、t;>ms_user2.psd;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流for (m =0 ;m<=19;m+)if (ms_user.psdm != ms_user2.psdm)issame = 0;cout<<"兩次密碼不匹配"<<' '<<ms_user.psd<<" "<<ms_user2.psd<<&

24、quot; "<<m<<endl;break;elseissame = 1;if (ms_user.psdm = '0')break;if (issame = 1)break;cout<<"進入存儲。"<<endl;ms_user.isuse =1;/空間使用置為 使用(1);ms_user.address = 0;/默認不存在目錄fclose(myfile);myfile=fopen("test1.txt","r+");fseek(myfile,48*nowa

25、ddress,0);if(fwrite(&ms_user,sizeof(ms_user),1,myfile) = 0)cout<<"寫入用戶信息失?。?quot;<<endl;elsebreak;fclose(myfile);return 1;int MSysterm:login()/用戶登錄s_user ms_user,ms_user2;int issame = 0, m = 0 , i =0 ;/比較標記，循環(huán)使用的變量cout<<"請輸入用戶名："<<endl;cin>>ms_user.na

26、me;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流myfile=fopen("test1.txt","r");for (i = 1;i<=5;i+)if (fread(&ms_user2.isuse,4,1,myfile)=0)/讀取被使用的用戶區(qū)cout<<"讀取用戶空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);r

27、eturn -1;if (ms_user2.isuse=0)fseek(myfile,44,1);continue;elseif (fread(&ms_,20,1,myfile)=0)/讀取名字cout<<"讀取用戶空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);return -1;for (m =0 ;m<=19;m+)if (ms_m != ms_m)issame = 0;break;elseissame = 1;if (ms_user.

28、namem = '0')break;if (issame = 1)if (fread(&ms_user2.psd,20,1,myfile)=0)/讀取密碼cout<<"讀取密碼失敗！磁盤錯誤。"<<endl;fclose(myfile);return -1;for (int k=0;k<=2;k+)cout<<"請輸入密碼："<<endl;cin>>ms_user.psd;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limit

29、s<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流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<<"密碼錯誤，請重新輸入。"<<endl;elseif (fread(&ms_user2.address,4,1,myfile)=0)/讀取目錄地址cout<

30、;<"讀取目錄失敗！磁盤錯誤。"<<endl;fclose(myfile);return -1;for (m=0;m<=19;m+)/對對象 myuser 賦值m = ms_m;myuser.psdm = ms_user2.psdm;myuser.listaddress = ms_user2.address;myuser.myaddress = (i-1)*48;fclose(myfile);return 1;/返回登錄成功fclose(myfile);return -2;/密碼錯誤fseek(myfile,

31、24,1);fclose(myfile);return -1;void MSysterm:mymain()/主控制程序int m_point=9,myget=0;/記錄使用第幾層控制臺,接收函數(shù)返回值char m_name120,m_name220;for (;)if(m_point = 0)myget=logout();break;cout<<endl<<"*"<<endl;cout<<"當前目錄下的文件："<<endl;myget = myuser.mydir();cout<<&

32、quot;*"<<endl;cout<<"*"<<endl;cout<<"請輸入您的選擇："<<endl;cout<<" 1.查看文件內容"<<endl;cout<<" 2.新建文件"<<endl;cout<<" 3.刪除文件"<<endl;cout<<" 4.修改文件"<<endl;cout<<&q

33、uot; 5.是否鎖定狀態(tài)轉換"<<endl;cout<<" 0.注銷，退出程序"<<endl;cout<<"*"<<endl;cin>>m_point;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流switch (m_point)case 1:if (myuser.listaddress = 0)cout<<"

34、您還沒有創(chuàng)建文件！"<<endl;break;cout<<"請輸入要查看的文件的名字：(僅限當前目錄)"<<endl;cin>>m_name1;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流myget = myuser.viewFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout<<"文件查看成功！"<<en

35、dl;break;case -1:cout<<"磁盤打開失敗！"<<endl;break;case -2:cout<<"文件不存在！"<<endl;break;default:break;break;/case 1 文件打開case 2:myget = myuser.createFile();switch (myget)case 1:cout<<"創(chuàng)建成功！"<<endl;break;case -1:cout<<"磁盤打開失??！"&

36、lt;<endl;break;case -2:cout<<"目錄空間已滿！"<<endl;break;case -3:cout<<"數(shù)據(jù)空間已滿！"<<endl;break;case -4:cout<<"文件名已存在！"<<endl;break;default:/cout<<"創(chuàng)建文件失敗，原因未知！"<<endl;break;break;/case 2 新建文件case 3:if (myuser.listaddr

37、ess = 0)cout<<"您還沒有創(chuàng)建文件！"<<endl;break;cout<<"請輸入要刪除的文件的名字：(僅限當前目錄)"<<endl;cin>>m_name1;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流myget = myuser.delFile(m_name1);switch (myget)case 1:cout<<&quo

38、t;文件刪除成功！"<<endl;break;case -1:cout<<"磁盤打開失??！"<<endl;break;case -2:cout<<"文件不存在！"<<endl;break;case -4:cout<<"文件鎖定！不能刪除！"<<endl;break;default:cout<<"未知原因，刪除失??！"<<endl;break;break;/case 3 刪除文件case 4:if (

39、myuser.listaddress = 0)cout<<"您還沒有創(chuàng)建文件！"<<endl;break;cout<<"請輸入要修改的文件的名字：(僅限當前目錄)"<<endl;cin>>m_name1;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流myget = myuser.revampFile(m_name1);switch (myget)case

40、1:cout<<"文件修改成功！"<<endl;break;case -1:cout<<"磁盤打開失??！"<<endl;break;case -2:cout<<"文件不存在！"<<endl;break;case -4:/cout<<"文件鎖定！無法修改！"<<endl;break;case -5:cout<<"輸入內容過多！無法修改！"<<endl;break;default:

41、/cout<<"未知原因，修改失??！"<<endl;break;break;/case 4 修改文件case 5:if (myuser.listaddress = 0)cout<<"您還沒有創(chuàng)建文件！"<<endl;break;cout<<"請輸入要轉換是否鎖定的文件的名字：(僅限當前目錄)"<<endl;cin>>m_name1;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsiz

42、e>:max(),'n'); / 清空輸入流myget = myuser.myConversion(m_name1);switch (myget)case 0:cout<<"文件已轉換為 鎖定！"<<endl;break;case 1:cout<<"文件已轉換為 自由讀寫！"<<endl;break;case -1:cout<<"磁盤打開失?。?quot;<<endl;break;case -2:cout<<"文件不存在！&quo

43、t;<<endl;break;default:cout<<"未知原因，修改失??！"<<endl;break;break;/case 5 轉換是否鎖定狀態(tài)default:break;/switchint MSysterm:logout()/用戶注銷char word20 = '0'for (int i = 0 ; i<=19 ; i+)i = wordi;myuser.psdi = wordi;fclose(myfile);cout<<"已注銷！"<<e

44、ndl;return 1;void MSysterm:outName()/打印登陸后的用戶名cout<<<<endl;Myuserfile.cpp#include <iostream>#include <stdio.h>#include <iomanip>#include <limits>/用于清除殘留的輸入流#include "myuserfile.h"#include "allstruct.h"using namespace std;int MUser:cr

45、eateFile()/增加文件s_list ms_list;s_file ms_file;long nowaddress =0 ,f_address10, num_char = 0 ;/目錄循環(huán)記錄變量，數(shù)據(jù)塊地址變量組，字符個數(shù)（文件大小）int f_ad_num = 0 , myerr = 0 ,i = 1; /寫入的塊數(shù)，是否在最終寫入時失敗（失敗置1）char f_name20 = ' ',m='0',e='0',f_islock;long old_lastaddress = lastaddress ;/上一個目錄地址（用于出錯回滾）my

46、file=fopen("test1.txt","r+");if (myfile = NULL) cout<<"讀取磁盤失??！"<<endl;fclose(myfile);return -1;fseek(myfile,48*5,0);/文件指針跳到目錄區(qū)for (i=1;i<=50;i+,fseek(myfile,40,1),nowaddress+)/檢查目錄空間是否足夠if (fread(&ms_list.isuse,4,1,myfile)=0)/讀取是否使用cout<<"讀

47、取目錄空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_list.isuse=0)/如果讀取到未使用則跳出檢測break;if (i=51)cout<<"目錄空間已滿！創(chuàng)建文件失敗"<<endl;fclose(myfile);return -2;fseek(myfile,48*5+44*50,0);/文件指針跳到數(shù)據(jù)區(qū)for (i=1;i<=200;i+,fseek(myfile,260,1)/檢查數(shù)據(jù)空間是否足夠(初步檢查)if (fread(&

48、;ms_file.isuse,4,1,myfile)=0)/讀取是否使用cout<<"讀取數(shù)據(jù)空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fclose(myfile);return -1;if (ms_file.isuse=0)/如果有空白的數(shù)據(jù)塊則跳出break;if (i=201)cout<<"數(shù)據(jù)空間已滿！創(chuàng)建文件失敗"<<endl;fclose(myfile);return -2;cout<<"請輸入文件名(字母和數(shù)字，最多19個字符)："<<

49、endl;cin>>f_name;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流fseek(myfile,48*5,0);/文件指針跳到目錄區(qū)for (i=1;i<=50;i+)/檢查文件名是否被使用if (fread(&ms_list,sizeof(ms_list),1,myfile)=0)/讀取目錄cout<<"讀取目錄空間失敗，虛擬磁盤格式錯誤，可能已被損壞"<<endl;fcl

50、ose(myfile);return -1;if (ms_list.isuse = 1)/如果讀取到未使用則跳出檢測if( isSame(f_name,ms_) = 1)fclose(myfile);return -4; for (;)cout<<"文件由多少個字符 m 組成 ? (必須小于2550個字符)"<<endl;cin>>num_char;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n');

51、/ 清空輸入流if (num_char <= 2550)break;cout<<"文件長度必須小于2550個字符。"<<endl;ms_list.pointsize = num_char;cout<<"文件是否鎖定? y 鎖定 / n(或其他) 自由讀寫"<<endl;/確定是否鎖定cin>>f_islock;cin.clear(); / 清除流的錯誤標記cin.ignore(numeric_limits<streamsize>:max(),'n'); / 清空輸入流if( f_islock =