多用戶多級目錄文件系統(tǒng)的實現(xiàn)報 告(共29頁)

1、課 程 設 計 報 告設計(shj)題目：多用戶多級目錄(ml)文件系統(tǒng)的實現(xiàn)(shxin)班 級：計算機1208班組長學號：20124016組長姓名：樊 榮指導教師：馮 時設計時間：2015年7月設計(shj)分工組長學號及姓名(xngmng)：20124016 樊榮分工(fn gng)：文件建立、文件刪除、文件查看、文件填寫、主函數(shù)組員1學號及姓名：20124020 李鑫分工：目錄建立、目錄刪除、查看目錄組員2學號及姓名：20124032 楊學良分工：用戶登錄、創(chuàng)建用戶、刪除用戶 摘 要 文件是具有文件名的一組關聯(lián)信息的集合，通常(tngchng)文件由若干個記錄組成。文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)與

2、管理文件有關的軟件和數(shù)據(jù)集合。從用戶的角度看，文件系統(tǒng)實現(xiàn)“按名存取”。從系統(tǒng)的角度看，文件系統(tǒng)是對文件存儲器的存儲空間進行組織、分配負責文件的存儲并對存入的文件實施保護、檢索的一組軟件(run jin)集合。 文件系統(tǒng)模型可以分為三個層次：底層(d cn)是對象及其屬性（文件、目錄和磁盤存儲空間）；中間層是對對象的進行操作和管理的軟件集合（核心部分）；最高層是文件系統(tǒng)提供給用戶的接口。 為使用戶能靈活方便地使用和控制文件，文件系統(tǒng)提供了一組進行文件操作的系統(tǒng)調(diào)用：建立文件、刪除文件、打開文件、關閉文件、讀文件和寫文件。關鍵詞：操作系統(tǒng)(co zu x tn)，文件系統(tǒng)， 目 錄摘要(zhiy

3、o) 1 概述(i sh) 2 課程設計任務及要求 2.1 設計任務 2.2 設計要求3. 算法及數(shù)據(jù)結構 3.1 算法的總體思想（流程） 3.2 登陸模塊 3.2.1 功能 3.2.2 數(shù)據(jù)結構 3.2.3 算法 3.3 用戶創(chuàng)建模塊 3.3.1功能 3.3.2 數(shù)據(jù)結構 3.3.3算法 3.4 用戶刪除模塊 3.4.1功能 3.4.2 數(shù)據(jù)結構 3.4.3算法 3.5 文件創(chuàng)建模塊 3.5.1功能 3.5.2 數(shù)據(jù)結構 3.5.3算法 3.6 文件刪除模塊 3.6.1功能 3.6.2 數(shù)據(jù)結構 3.6.3算法 3.7 文件打開模塊 3.7.1功能(gngnng) 3.7.2 數(shù)據(jù)結構(sh

4、 j ji u) 3.7.3算法(sun f) 3.8 目錄創(chuàng)建模塊 3.8.1功能 3.8.2 數(shù)據(jù)結構 3.8.3算法 3.9 目錄刪除模塊 3.9.1功能 3.9.2 數(shù)據(jù)結構 3.9.3算法4. 程序設計與實現(xiàn) 4.1 程序流程圖 4.2 程序說明 4.3 實驗結果5. 結論6. 參考文獻。7. 收獲、體會和建議。 1 概述 文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)用于明確存儲設備（常見的是磁盤，也有基于NAND Flash的固態(tài)硬盤）或分區(qū)上的文件的方法和數(shù)據(jù)結構；即在存儲設備上組織文件的方法。操作系統(tǒng)中負責管理和存儲文件信息的軟件機構稱為 HYPERLINK /view/2032305.htm t /_

5、blank 文件管理系統(tǒng)，簡稱文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)由三部分組成：文件系統(tǒng)的接口，對對象操縱和管理的軟件集合，對象及屬性。從系統(tǒng)角度來看，文件系統(tǒng)是對文件存儲設備的空間進行組織和分配，負責文件存儲并對存入的文件進行保護和 HYPERLINK /view/677662.htm t /_blank 檢索的系統(tǒng)。具體地說，它負責為用戶建立文件，存入、讀出、修改、轉(zhuǎn)儲文件，控制文件的存取，當用戶不再使用時撤銷文件等。 本次實驗我們實現(xiàn)了多級目錄下的文件管理系統(tǒng)，具備文件系統(tǒng)的文件創(chuàng)建、刪除、讀寫以及目錄的創(chuàng)建、刪除等操作，并在內(nèi)存中開辟一塊空間，模擬虛擬磁盤，成功地展示出文件系統(tǒng)的功能和屬性。 2 課程設

6、計的任務(rn wu)和要求2.1 設計(shj)任務 在下列(xili)內(nèi)容中任選其一：1、多用戶、多級目錄結構文件系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)；2、WDM驅(qū)動程序開發(fā)；3、存儲管理系統(tǒng)的實現(xiàn)，主要包括虛擬存儲管理調(diào)頁、缺頁統(tǒng)計等；4、進程管理系統(tǒng)的實現(xiàn)，包括進程的創(chuàng)建、調(diào)度、通信、撤消等功能；5、自選一個感興趣的與操作系統(tǒng)有關的問題加以實現(xiàn)，要求難度相當。2.2 設計要求1、在深入理解操作系統(tǒng)基本原理的基礎上，對于選定的題目，以小組為單位，先確定設計方案；2、設計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結構和程序結構，設計每個模塊的處理流程。要求設計合理；3、編程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)，要求實現(xiàn)可視化的運行界面，界面應清楚地反映出系統(tǒng)的運行結

7、果；4、確定測試方案，選擇測試用例，對系統(tǒng)進行測試；5、運行系統(tǒng)并要通過驗收，講解運行結果，說明系統(tǒng)的特色和創(chuàng)新之處，并回答指導教師的提問；6、提交課程設計報告。集體要求：在內(nèi)存中開辟一個虛擬磁盤空間作為文件存儲器，在其上實現(xiàn)一個多用戶多目錄的文件系統(tǒng)。文件物理結構可采用顯式鏈接或其他方法。磁盤空閑空間的管理可選擇位示圖或其他方法。如果采用位示圖來管理文件存儲空間，并采用顯式鏈接分配方式，則可以將位示圖合并到FAT中。文件目錄結構采用多用戶多級目錄結構，每個目錄項包含文件名、物理地址、長度等信息，還可以通過目錄項實現(xiàn)對文件的讀和寫的保護。目錄組織方式可以不使用索引結點的方式，但使用索引結點，則

8、難度系數(shù)為1.2。設計一個較實用的用戶界面，方便用戶使用。要求提供以下相關文件(wnjin)操作：（1）具有(jyu)login (用戶(yngh)登錄)（2）系統(tǒng)初始化（建文件卷、提供登錄模塊）（3）文件的創(chuàng)建： create（4）文件的打開：open（5）文件的讀：read（6）文件的寫：write（7）文件關閉：close（8）刪除文件：delete （9）創(chuàng)建目錄（建立子目錄）：mkdir（10）改變當前目錄：cd（11）列出文件目錄：dir（12）退出：logout 3 算法及數(shù)據(jù)結構3.1 算法總體思想（流程） 流程圖如下： 3.2 登錄(dn l)模塊3.2.1功能(gngnng

9、)完成用戶及管理員登陸的功能，要保證用戶名必須和密碼匹配，否則不能登陸成功，同時對于不存在的用戶的登陸請求退回，由于用戶和管理員登陸后功能項不同(b tn)，要分開處理。3.2.2數(shù)據(jù)結構class Cdisk/管理員類public:Cuse user5;/用戶個數(shù)最多為5char code10;char name10;int dis_disk();int first_dele_user();int dele_user(int);int new_user();/查看當前用戶與外存空間使用情況，后創(chuàng)建新用戶int set_code();/設置新密碼int login(char);/登陸Cdisk

10、();virtualCdisk();/虛函數(shù)，析構;3.2.3算法流程圖如圖3.2.1、圖3.2.2 圖3.2.1 圖3.2.23.3用戶(yngh)創(chuàng)建模塊 3.3.1功能(gngnng)完成創(chuàng)建用戶的功能，要求用戶滿后不能繼續(xù)創(chuàng)建，用戶名和密碼(m m)匹配進行保存。 3.3.2數(shù)據(jù)結構 同上(tngshng)一模塊，茲不贅述。 3.3.3 算法(sun f)流程圖如圖3.3 圖3.33.4用戶刪除(shnch)模塊 3.4.1功能 刪除(shnch)保存的用戶，以用戶名作為選擇項進行刪除。3.4.2數(shù)據(jù)結構(sh j ji u)同上，茲不贅述(zhush)。3.4.3算法流程圖如下： 圖

11、3.43.5文件創(chuàng)建模塊 3.5.1功能開辟空間(kngjin)創(chuàng)建一個新的字符文件，要求創(chuàng)建時說明文件的大小，文件名，并輸入文件的內(nèi)容。3.5.2數(shù)據(jù)結構(sh j ji u)typedef struct UFD/存儲(cn ch)文件信息char name10;/文件名int attribute;/屬性int length;/長度int a10;/為文件本身分配10個空間int *p1;/一級索引，100個空間int (*p2)100;/二級索引，100*100個空間struct UFD *next;UFD;3.5.3算法流程圖如下： 圖3.53.6文件刪除(shnch)模塊 3.6.1功

12、能(gngnng) 以文件名作為(zuwi)選擇項刪除文件，要求文件所有相關的信息全部刪除。3.6.2數(shù)據(jù)結構(sh j ji u)同上(tngshng)一模塊，茲不贅述。3.6.3算法(sun f)流程圖如下： 圖3.63.7文件打開(d ki)模塊 3.7.1功能(gngnng) 以文件(wnjin)名作為搜索項，打開文件，查看文件中存儲的字符。 3.7.2數(shù)據(jù)結構(sh j ji u)同上一模塊，茲不贅述。 3.7.3算法 圖3.73.8目錄創(chuàng)建(chungjin)模塊 3.8.1功能(gngnng) 創(chuàng)建目錄，要求有目錄名，目錄本身不開辟空間，目錄大小由目錄下文件(wnjin)和子目錄

13、大小決定，可以創(chuàng)建多級子目錄，在目錄下創(chuàng)建即為當前目錄的子目錄。3.8.2數(shù)據(jù)結構typedef struct DIR/存儲目錄信息DIR* above;/上一結點char name10;int length;DIR *next;/下一結點UFD *File_head;/此目錄下的文件指針DIR *Dir_head;/此目錄下目錄鏈表指針DIR; 3.8.3算法流程圖如下： 圖3.83.9目錄刪除(shnch)模塊 3.9.1功能(gngnng) 根據(jù)目錄名刪除選中的目錄及其中的內(nèi)容，選中目錄均在當前目錄下，刪除時目錄中的子目錄和文件一并被刪除，直接(zhji)回收目錄對應的所有存儲塊。 3.

14、9.2數(shù)據(jù)結構同上一模塊，茲不贅述。 3.9.3算法流程圖如下(rxi)： 圖3.9 4 程序的設計(shj)與實現(xiàn)4.1程序(chngx)流程圖 諸如(zhr)上個模塊，茲不贅述。4.2程序(chngx)說明 系統(tǒng)初始化（建文件卷、提供登錄模塊） for(i=0;i10000;i+)/初始化所有磁盤塊為空閑 disk_blocki=0; disk_empty=10000;int Cdisk:login(char b)/登陸文件的創(chuàng)建：int Cuse:new_file()/建立新文件 文件的打開：openint Cuse:open_file()/打開文件 文件刪除：int Cuse:firs

15、t_dele_file()/刪除文件的前面工作 int Cuse:dele_file(UFD *f)/具體實現(xiàn)刪除文件 文件的讀：int Cuse:dis_file()/查看文件 創(chuàng)建目錄（建立子目錄）：int Cuse:new_dir()/建立新目錄 查看當前目錄：int Cuse:dis_dir(DIR *d)/顯示目錄 int Cuse:dis_now()/顯示當前目錄 DIR *Cuse:get_now()/得到當前目錄路徑 刪除目錄：int Cuse:first_dele_dir()/刪除目錄的前奏 int Cuse:dele_dir(DIR *p)/具體實現(xiàn)刪除目錄的工作 返回上一

16、級目錄：int Cuse:goback()/向上返回 退出：在主菜單中用flag標記實現(xiàn)4.3運行結果 進入(jnr)。 管理員登錄(dn l)： 創(chuàng)建(chungjin)用戶： 用戶(yngh)登錄： 創(chuàng)建(chungjin)文件： 創(chuàng)建(chungjin)目錄打開(d ki)文件 5 結論(jiln) 完成了課程設計的基本要求(yoqi)，實現(xiàn)了多用戶 ：usr1, , usr8 (1-8個用戶(yngh)多級目錄：可有多級子目錄，具有l(wèi)ogin (用戶登錄)， 系統(tǒng)初始 文件的讀：read文件的寫：write，文件關閉：close，刪除文件：delete，創(chuàng)建目錄：mkdir，改目錄：c

17、hdir，列出文件目錄：dir，退出：logout，格式化：format 6 參考文獻1. 徐虹等編著.操作系統(tǒng)實驗指導基于Linux內(nèi)核.北京: 清華大學出版社.2004.2. 陳向群等編著. Windows內(nèi)核實驗教程. 北京: 機械工業(yè)出版社.2002.3. 周蘇等編著. 操作系統(tǒng)原理實驗. 北京: 科學出版社.2003.4. 張堯?qū)W編著. 計算機操作系統(tǒng)教程習題解答與實驗指導. 北京: 清華大學出版社.2000. 7 心得與體會 通過本次課程設計，我們小組三人收獲了很多，實驗過程中遇到了很多的困難，因為我們的程序是自己從零開始編寫，所以遇到了很多的問題，很多算法都要一點一點的磨，特別是目錄和文件系統(tǒng)的編寫，比較復雜，第一遍代碼出來的時候出現(xiàn)了很多bug，函數(shù)之間連接有很多問題，然后就是漫長的修改，添加功能，例如最開始的系統(tǒng)不能添加多級目錄，后來添加進去，文件的刪除也出現(xiàn)了很多問題，一開始刪除操作執(zhí)行之后，再次進入會發(fā)現(xiàn)刪除的文件還在，后來經(jīng)過修改也解決了這個問題，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很