模擬文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)參考模板

1、中北大學(xué)操作系統(tǒng)課程設(shè)計說 明 書學(xué) 院、系：軟件學(xué)院專 業(yè)：軟件工程學(xué) 生 姓 名：xxx學(xué) 號：xxx設(shè) 計 題 目：模擬文件系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)起 迄 日 期:2015年12月28日- 2016年1月8日指 導(dǎo) 教 師:xxx 2016 年1月8日2 / 241 需求分析 通過模擬文件系統(tǒng)的實現(xiàn)，深入理解操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的理論知識, 加深對教材中的重要算法的理解。同時通過編程實現(xiàn)這些算法,更好地掌握操作系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)方法,提高綜合運(yùn)用各專業(yè)課知識的能力；掌握操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)機(jī)理和各種典型算法，系統(tǒng)地了解操作系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)思路，并了解操作系統(tǒng)的發(fā)展動向和趨勢。 模擬二級文件管理系統(tǒng)的課

2、程設(shè)計目的是通過研究Linux的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，模擬設(shè)計一個簡單的二級文件系統(tǒng)，第一級為主目錄文件，第二級為用戶文件。2 總體設(shè)計 結(jié)合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計、計算機(jī)原理等課程的知識，設(shè)計一個二級文件系統(tǒng)，進(jìn)一步理解操作系統(tǒng)。文件的創(chuàng)建： create 文件關(guān)閉：close 文件的打開：open文件的讀：read 文件的寫：write 文件關(guān)閉：close刪除文件：delete 創(chuàng)建子目錄：mkdir 刪除子目錄：rmdir列出文件目錄：dir 退出：exit開 始系統(tǒng)執(zhí)行流程圖選擇操作創(chuàng)建文件刪除文件讀文件寫文件創(chuàng)建文件夾刪除文件夾刪除子目錄顯示當(dāng)前子目錄創(chuàng)建子目錄更改目錄 退出退出3 詳細(xì)設(shè)計主

3、要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：#define MEM_D_SIZE 1024*1024 /總磁盤空間為1M#define DISKSIZE 1024/磁盤塊的大小1K#define DISK_NUM 1024/磁盤塊數(shù)目1K#define FATSIZE DISK_NUM*sizeof(struct fatitem)/FAT表大小#define ROOT_DISK_NO FATSIZE/DISKSIZE+1/根目錄起始盤塊號#define ROOT_DISK_SIZE sizeof(struct direct)/根目錄大小#define DIR_MAXSIZE 1024/路徑最大長度為1KB#define MS

4、D 5/最大子目錄數(shù)5#define MOFN 5/最大文件深度為5#define MAX_WRITE 1024*128/最大寫入文字長度128KB struct fatitem /* size 8*/ int item; /*存放文件下一個磁盤的指針*/ char em_disk; /*磁盤塊是否空閑標(biāo)志位 0 空閑*/ ; struct direct /*-文件控制快信息-*/ struct FCB char name9; /*文件/目錄名 8位*/ char property; /*屬性 1位目錄 0位普通文件*/ int size; /*文件/目錄字節(jié)數(shù)、盤塊數(shù))*/ int firs

5、tdisk; /*文件/目錄 起始盤塊號*/ int next; /*子目錄起始盤塊號*/ int sign; /*1是根目錄 0不是根目錄*/ directitemMSD+2; ; struct opentable struct openttableitem char name9; /*文件名*/ int firstdisk; /*起始盤塊號*/ int size; /*文件的大小*/ openitemMOFN; int cur_size; /*當(dāng)前打文件的數(shù)目*/ ; 管理文件的主要代碼：int create(char *name) int i,j; if(strlen(name)8) /

6、*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;,name) break; if(jMSD+2) /*文件已經(jīng)存在*/ return(-4); for(i=2;idirectitemi.firstdisk=-1) break; if(i=MSD+2) /*無空目錄項*/ return(-2); if(u_opentable.cur_size=MOFN) /*打開文件太多*/ return(-3); for(j=ROOT_DISK_NO+1;j=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk = 1; /*將空閑塊置為已經(jīng)分

7、配*/ /*-填寫目錄項-*/ strcpy(cur_,name); cur_dir-directitemi.firstdisk = j; cur_dir-directitemi.size = 0; cur_dir-directitemi.next = j; cur_perty = 0; /*-*/ fd = open(name); return 0; int open(char *name) int i, j; for(i=2;,name) break; if(i=MSD+2) r

8、eturn(-1); /*-是文件還是目錄-*/ if(cur_perty=1)return(-4); /*-文件是否打開-*/ for(j=0;jMOFN;j+) if(!strcmp(u_,name) break; if(j=MOFN) /*文件打開太多*/ return(-3); /*-查找一個空閑用戶打開表項-*/ for(j=0;jdirectitemi.firstdisk; strcpy(u_,name); u_opentable.openitemj

9、.size = cur_dir-directitemi.size; u_opentable.cur_size+; /*-返回用戶打開表表項的序號-*/ return(j); int close(char *name) int i; for(i=0;i=MOFN) return(-1); /*-清空該文件的用戶打開表項的內(nèi)容-*/ strcpy(u_,); u_opentable.openitemi.firstdisk = -1; u_opentable.openitemi.size = 0; u_opentable.cur_size-; retu

10、rn 0; int write(int fd, char *buf, int len) char *first; int item, i, j, k; int ilen1, ilen2, modlen, temp; /*-用 $ 字符作為空格 # 字符作為換行符-*/ char Space = 32; char Endter= n; for(i=0;ilen;i+) if(bufi = $) bufi = Space; else if(bufi = #) bufi = Endter; /*-讀取用戶打開表對應(yīng)表項第一個盤塊號-*/ item = u_opentable.openitemfd.f

11、irstdisk; /*-找到當(dāng)前目錄所對應(yīng)表項的序號-*/ for(i=2;idirectitemi.firstdisk=item) break; temp = i; /*-存放當(dāng)前目錄項的下標(biāo)-*/ /*-找到的item 是該文件的最后一塊磁盤塊-*/ while(fatitem.item!=-1) item =fatitem.item; /*-查找該文件的下一盤塊-*/ /*-計算出該文件的最末地址-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE+u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE; /*-如果最后磁盤塊剩余的大小大于要寫入的文件的大小

12、-*/ if(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZElen) strcpy(first,buf); u_opentable.openitemfd.size = u_opentable.openitemfd.size+len; cur_dir-directitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; else for(i=0;i0) ilen2 = ilen2+1; /*-還需要多少塊磁盤塊-*/ for(j=0;jilen2;j+) for(i=ROOT_DISK_NO+1;i=DISK_N

13、UM) /*-如果磁盤塊已經(jīng)分配完了-*/ return(-1); first = fdisk+i*DISKSIZE; /*-找到的那塊空閑磁盤塊的起始地址-*/ if(j=ilen2-1) /*-如果是最后要分配的一塊-*/ for(k=0;klen-(DISKSIZE-u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE)-j*DISKSIZE;k+) firstk = bufk; else/*-如果不是要最后分配的一塊-*/ for(k=0;kdirectitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; return 0

14、; int read(int fd, char *buf) int len = u_opentable.openitemfd.size; char *first; int i, j, item; int ilen1, modlen; item = u_opentable.openitemfd.firstdisk; ilen1 = len/DISKSIZE; modlen = len%DISKSIZE; if(modlen!=0) ilen1 = ilen1+1; /*-計算文件所占磁盤的塊數(shù)-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; /*-計算文件的起始位置-*/ for

15、(i=0;iilen1;i+) if(i=ilen1-1) /*-如果在最后一個磁盤塊-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; else /*-不在最后一塊磁盤塊-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; item = fatitem.item; /*-查找下一盤塊-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; return 0; int del(char *name) int i,cur_item,item,temp; for(i

16、=2;,name) break; cur_item = i; /*-用來保存目錄項的序號,供釋放目錄中-*/ if(i=MSD+2) /*-如果不在當(dāng)前目錄中-*/ return(-1); if(cur_dir-directitemcur_perty!=0) /*-如果刪除的(不)是目錄-*/ return(-3); for(i=0;idirectitemcur_item.firstdisk;/*-該文件的起始盤塊號-*/ while(item!=-1) /*-釋放空間,將FAT表對應(yīng)項進(jìn)行修改-*/ temp = fatitem.item;

17、fatitem.item = -1; fatitem.em_disk = 0; item = temp; /*-釋放目錄項-*/ cur_dir-directitemcur_item.sign = 0; cur_dir-directitemcur_item.firstdisk = -1; strcpy(u_opentable.openitemcur_,); cur_dir-directitemcur_item.next = -1; cur_dir-directitemcur_perty = 0; cur_dir-directitemcur_item.size

18、= 0; return 0; 主函數(shù)：int main() FILE *fp; char ch; char a100; char code1110; char name10; int i,flag,r_size; char *contect; contect = (char *)malloc(MAX_WRITE*sizeof(char); if(fp=fopen(disk.dat,rb)=NULL) printf(You have not format,Do you want format?(y/n); scanf(%c,&ch); if(ch=y) initfile(); printf(Su

19、ccessfully format! n); else return 0; enter();print(); show(); strcpy(code0,exit); strcpy(code1,create); strcpy(code2,open); strcpy(code3,close); strcpy(code4,write); strcpy(code5,read); strcpy(code6,del); strcpy(code7,mkdir); strcpy(code8,rmdir); strcpy(code9,dir); strcpy(code10,cd); while(1) scanf

20、(%s,a); for(i=0;i11;i+) if(!strcmp(codei,a) break; switch(i) case 0: /退出文件系統(tǒng)free(contect); halt(); return 0; case 1: /創(chuàng)建文件scanf(%s,name); flag = create(name); if(flag=-1) printf(Error: n The length is too long !n); else if(flag=-2) printf(Error: n The direct item is already full !n); else if(flag=-3

21、) printf(Error: n The number of openfile is too much !n); else if(flag=-4) printf(Error: n The name is already in the direct !n); else if(flag=-5) printf(Error: n The disk space is full!n); else printf(Successfully create a file! n); show(); break; case 2:/打開文件scanf(%s,name); fd = open(name); if(fd

22、= -1) printf(Error: n The open file not exit! n); else if(fd = -2) printf(Error: n The file have already opened! n); else if(fd = -3) printf(Error: n The number of open file is too much! n); else if(fd = -4) printf(Error: n It is a direct,can not open for read or write! n); else printf(Successfully

23、opened! n); show(); break; case 3:/關(guān)閉文件 scanf(%s,name); flag = close(name); if(flag = -1) printf(Error:n The file is not opened ! n); else printf(Successfully closed! n); show(); break; case 4:/寫文件if(fd =-1) printf(Error:n The file is not opened ! n); else printf(Please input the file contect:); scanf(%s,contect); flag=write(fd,contect,strlen(contect); if(flag = 0) printf(Successfully write! n); else printf(Error:n The disk size is not enough! n); show(); break; case 5:/讀文件if(fd =-1) printf(Err