1、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(文件系統(tǒng)管理)【精選文檔】評(píng)定等級(jí) 操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)文件系統(tǒng)管理學(xué) 院 計(jì)算機(jī)學(xué)院 專 業(yè) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 2013年1月8日廣東工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院制文件系統(tǒng)管理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪M文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的基本功能，了解文件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和文件系統(tǒng)的管理方法看,加深了解文件系統(tǒng)的內(nèi)部功能的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)高級(jí)語(yǔ)言編寫和實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng),模擬文件管理的工作過(guò)程，從而對(duì)各種文件操作系統(tǒng)命令的實(shí)質(zhì)內(nèi)容和執(zhí)行過(guò)程有比較深入的了解.二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求編程模擬一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的管理和控制功能.在用戶程序中通過(guò)使用文件系統(tǒng)提供的create,open,read

2、，write,close,delete等文件命令，對(duì)文件進(jìn)行操作.以下報(bào)告主要包括：1.可行性分析2.需求分析3。概要設(shè)計(jì)4。詳細(xì)設(shè)計(jì)5.測(cè)試6.總結(jié)三、可行性分析1、技術(shù)可行性對(duì)于圖形編程還不了解，但是經(jīng)過(guò)本學(xué)期的三次實(shí)驗(yàn)的練習(xí)，可以設(shè)計(jì)好命令操作界面。利用大二期間學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以模擬出此課程設(shè)計(jì)的要求.2、經(jīng)濟(jì)可行性課程設(shè)計(jì)作為本課程的練習(xí)及進(jìn)一步加深理解.與經(jīng)濟(jì)無(wú)關(guān),可以不考慮。（零花費(fèi)，零收益）3.法律可行性自己編寫的程序，僅為練習(xí)，不作其他用途,與外界沒(méi)什么聯(lián)系，可行。四、需求分析編寫程序?qū)崿F(xiàn)文件系統(tǒng)，主要有以下幾點(diǎn)要求：1、實(shí)現(xiàn)無(wú)窮級(jí)目錄管理及文件管理基本操作2、實(shí)現(xiàn)共享“別名”

3、3、加快了文件檢索五、概要設(shè)計(jì)為了克服單級(jí)目錄所存在的缺點(diǎn),可以為每一位用戶建立一個(gè)單獨(dú)的用戶文件目錄UFD（User File Directory).這些文件目錄可以具有相似的結(jié)構(gòu)，它由用戶所有文件的文件控制塊組成.此外，在系統(tǒng)中再建立一個(gè)主文件目錄MFD （Master File Directory）；在主文件目錄中,每個(gè)用戶目錄文件都占有一個(gè)目錄項(xiàng),其目錄項(xiàng)中包括用戶名和指向該用戶目錄的指針。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)下面幾個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：M D F用戶名文件目錄指針用戶名文件目錄指針U F D文件名保護(hù)碼文件長(zhǎng)度文件名A F D打開(kāi)文件名打開(kāi)保護(hù)碼讀寫指針總體的流程圖如下：六、詳細(xì)設(shè)計(jì)主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：1

4、.MFD(Master File Directory)，主要用以存放用戶,可以增加存放密碼的字符數(shù)組,本設(shè)計(jì)沒(méi)有保密安全方面的憂慮，為了使用時(shí)操作更簡(jiǎn)單省去密碼.所以，MFD結(jié)構(gòu)僅包括用戶名和指向子目錄的一個(gè)指針，以及指向下一用戶的連接點(diǎn),為線性結(jié)構(gòu).struct MFD char name20； /用戶名 UFD bst_pointer; /文件目錄指針 MFD link；2。 UFD（User File Directory)，用于存放文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。由于本設(shè)計(jì)為了加快檢索速度,使用了二叉排序樹(shù)的結(jié)構(gòu)，所以UFD結(jié)構(gòu)中相應(yīng)加入了用于樹(shù)結(jié)構(gòu)的parent，leftchild,和rightchi

5、ld記錄鏈接情況。當(dāng)本文件為普通文件時(shí)，為下級(jí)記錄申請(qǐng)AFD（file）,folder為空。同樣，當(dāng)本文件為文件夾時(shí)，為它申請(qǐng)相應(yīng)的空間,AFD為空。以此來(lái)達(dá)到無(wú)窮級(jí)別目錄的存儲(chǔ)。struct UFD UFD parent； UFD *leftchild； UFD *rightchild； UFD folder； /作為文件夾時(shí)指向下一層，文件時(shí)為空 UFD pre_folder; /指向上一層目錄（文件夾時(shí)用到) AFD file; /作文文件時(shí)文件的具體內(nèi)容 char name30; /文件（夾)名字 int length; /作為文件時(shí)文件的長(zhǎng)度，默認(rèn)為0 char rw; /讀寫標(biāo)志r

6、 or w char share； /共享標(biāo)志y or n char file_folder； /指示此文件是文件或文件夾,f為文件,o為文件夾；3。AFD，存放文件的內(nèi)容的結(jié)構(gòu)，比較簡(jiǎn)單，文件內(nèi)容用一個(gè)字符數(shù)組存儲(chǔ)，為順序結(jié)構(gòu)，最多可存放99個(gè)字符struct AFD char afd_file100； int read； /讀指針 int write； /寫指針;4.RECstruct REC /UFD的線性鏈，用于記錄共享文件和已打開(kāi)文件 UFD *file； REC link;；關(guān)鍵函數(shù)說(shuō)明:void Log_in（）; /登陸void Init_user(）； /創(chuàng)建用戶void C

7、heck_user（）； /查看用戶以上三個(gè)函數(shù)為開(kāi)始時(shí)管理用戶創(chuàng)建和登陸的函數(shù)。開(kāi)始時(shí)沒(méi)有用戶，需要?jiǎng)?chuàng)建后才可登陸.創(chuàng)建用戶即自動(dòng)分配一個(gè)存放用戶文件的UFD，此時(shí)的UFD為空，需要后續(xù)的創(chuàng)建文件以及文件夾的分配.UFD operations（UFD fileBST）; /文件夾的操作調(diào)用用戶登陸后即開(kāi)始對(duì)該用戶文件UFD的操作，同時(shí)，若在文件夾中創(chuàng)建一個(gè)文件夾,它同樣可以分配得到一個(gè)UFD，對(duì)用戶文件的操作可以重復(fù)調(diào)用，以此來(lái)達(dá)到無(wú)窮級(jí)目錄的操作。在里層文件的操作和外層的是一樣的，但若要退回外層文件夾就需要逐層返回，不能立即跳到某一層某地址。操作完畢后返回改變后的文件存儲(chǔ)狀態(tài).void f

8、create（UFD fileBST); /對(duì)文件夾的六個(gè)基本操作UFD fdelete(UFD *fileBST）;void fopen（UFD *fileBST）;void fclose（UFD fileBST）;void fread_write（UFD *fileBST，char f）； /讀寫操作。按選擇f=5為讀6為寫以上五個(gè)函數(shù)為對(duì)文件的六個(gè)基本操作，其中讀文件和寫文件部分代碼相同,所以由一個(gè)函數(shù)完成。在create五個(gè)函數(shù)中，分別對(duì)文件夾fileBST做了相應(yīng)的處理,由于刪除文件的函數(shù)可能會(huì)刪除到頭結(jié)點(diǎn),所以需要一個(gè)返回值.void insertBST（UFD fileBST，U

9、FD newBST）； /在fileBST中插入新的結(jié)點(diǎn)newBSTUFD searchBST（UFD fileBST,char name）; /在fileBST樹(shù)中查找名字為name的結(jié) /點(diǎn)并返回該結(jié)點(diǎn)，文件不存在則返回空void BSTtraverse（UFD *fileBST)； /遍歷二叉樹(shù)UFD *deleteBST(UFD *fileBST,char name30）; /刪除name結(jié)點(diǎn)，返回刪除后的結(jié)點(diǎn)由于該設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)用到了二叉排序樹(shù)，所以把相關(guān)的操作寫成函數(shù)，供基本操作的函數(shù)調(diào)用.insert函數(shù)在fileBST中插入新的結(jié)點(diǎn)newBST；search函數(shù)在fileBST

10、樹(shù)中查找名字為name的結(jié)點(diǎn)并返回該結(jié)點(diǎn),文件不存在則返回空;還有traverse和delete函數(shù)對(duì)二叉排序樹(shù)做了基本的操作。void print_path(UFD fileBST）; /輸出當(dāng)前路徑void print_open_file（）; /輸出已打開(kāi)的文件為了在文件系統(tǒng)中使用戶看出路徑及一些相關(guān)的狀態(tài)，設(shè)置了輸出文件路徑的函數(shù),路徑由每個(gè)文件的結(jié)構(gòu)體中pre_folder記錄上一層的文件夾名字，這樣逐層輸出即可達(dá)到目的。每執(zhí)行一次操作就輸出一次已打開(kāi)的文件的具體情況，打開(kāi)的文件應(yīng)及時(shí)關(guān)閉，否則刪除時(shí)會(huì)有刪除失敗提示.UFD check_share（char name30）； /在共

11、享鏈中檢查是否有name文件，有則/返回該UFD,沒(méi)則NULLvoid del_in_share（UFD node); /在共享鏈中刪除node結(jié)點(diǎn)以上兩個(gè)函數(shù)為對(duì)共享文件的處理函數(shù)，當(dāng)打開(kāi)或讀寫文件時(shí)在本層文件中未找到相應(yīng)的文件時(shí)，就用check_share函數(shù)在共享文件中查找，如果存在就返回該文件的UFD,不存在就返回NULL,而del_in_share函數(shù)是伴隨著刪除文件的函數(shù)出現(xiàn)的,目的是為了刪除文件以后不會(huì)在共享鏈中再存在.具體代碼如下:filesysterm。hstruct AFD char afd_file100; int read； /讀指針 int write； /寫指針；s

12、truct UFD UFD parent； UFD leftchild； UFD rightchild； UFD folder； /作為文件夾時(shí)指向下一層,文件時(shí)為空UFD *pre_folder； /指向上一層目錄(文件夾時(shí)用到） AFD file； /作文文件時(shí)文件的具體內(nèi)容 char name30; /文件（夾)名字 int length； /作為文件時(shí)文件的長(zhǎng)度，默認(rèn)為0 char rw； /讀寫標(biāo)志r or w char share； /共享標(biāo)志y or n char file_folder; /指示此文件是文件或文件夾，f為文件，o為文件夾；struct MFD char name

13、20; /用戶名 UFD bst_pointer； /文件目錄指針 MFD *link；;struct REC /UFD的線性鏈,用于記錄共享文件和已打開(kāi)文件 UFD *file； REC link;；void Log_in（)； /登陸void Init_user（）； /創(chuàng)建用戶void Check_user(）； /查看用戶UFD operations（UFD fileBST)； /文件夾的操作調(diào)用，user不為空時(shí)為第一層void fcreate（UFD *fileBST)； /對(duì)文件夾的六個(gè)基本操作UFD fdelete（UFD fileBST）；void fopen(UFD fil

14、eBST）；void fclose(UFD fileBST）；void fread_write(UFD *fileBST，char f); /代碼有重復(fù),合并讀寫操作。按選擇s=5為讀6為寫void insertBST（UFD *fileBST,UFD newBST); /新文件插入到user文件樹(shù)中UFD *searchBST(UFD fileBST，char name）； /在fileBST樹(shù)中查找名字為name的結(jié)點(diǎn)并返回該結(jié)點(diǎn) /文件不存在則返回空void BSTtraverse（UFD *fileBST）； /遍歷二叉樹(shù)UFD *deleteBST(UFD fileBST,char

15、name30）; /刪除成功返回1，失敗返回0void print_path(UFD fileBST); /輸出當(dāng)前路徑void print_open_file（）； /輸出已打開(kāi)的文件UFD *check_share(char name30); /在共享鏈中檢查是否有name文件，有則返回UFD，沒(méi)則NULLvoid del_in_share(UFD node); /在共享鏈中刪除node結(jié)點(diǎn)main。cpp#include iostreamincludepre_folder-name）； else printf（/%s,pre_username）；void print_open_file（

16、) REC *temp; int i=5; temp=open_file； while(temp！=NULL） printf（stdtt，tempfilename，temp-file-length）; if(temp-file-rw=r）printf(只讀t”)； else printf(可讀寫t”）； if（tempfile-share=y）printf（”是t）； else printf（”否t”); for（i=0；ifilefile-afd_filei！=0) printf（c,tempfilefile-afd_filei）； else break; if(tempfilefileaf

17、d_filei！=0i=5） printf(。.）； printf(”n”); temp=templink； void BSTtraverse（UFD fileBST) /遍歷二叉樹(shù)(前序遍歷） UFD *left,right； printf（%s,fileBSTname）; if（fileBSTfile_folder=o） /輸出.。以區(qū)分文件夾 printf(。.t”）； else printf（t”); if（fileBSTleftchild！=NULL) /遞歸 left=fileBSTleftchild; BSTtraverse(left）； if（fileBSTrightchild

18、！=NULL) right=fileBST-rightchild； BSTtraverse（right）; UFD searchBST（UFD fileBST,char name30)/在fileBST樹(shù)中查找名字為name的結(jié)點(diǎn)并返回該結(jié)點(diǎn) /文件不存在則返回空 int flag； flag=strcmp（fileBST-name，name）; if（flag=0） return fileBST; /查找成功 else if（flag0） if(fileBST-leftchild=NULL） return NULL; /查找失敗 else searchBST（fileBSTleftchild

19、,name）; /遞歸調(diào)用 else if（fileBST-rightchild=NULL） return NULL； else searchBST(fileBST-rightchild，name); void insertBST（UFD *fileBST，UFD *newBST） /將結(jié)點(diǎn)newBST插入原二叉樹(shù)fileBST中 int flag； flag=strcmp（fileBST-name,newBSTname）； if（flag0） if（fileBSTleftchild=NULL） /插入 fileBSTleftchild=newBST； newBSTparent=fileBST

20、； else insertBST(fileBSTleftchild，newBST）； /遞歸調(diào)用 else if（fileBSTrightchild=NULL) /插入 fileBSTrightchild=newBST； newBSTparent=fileBST; else insertBST（fileBSTrightchild,newBST); /遞歸調(diào)用 /flag=0 的情況已在創(chuàng)建時(shí)排除*/UFD deleteBST（UFD fileBST,char name30）/刪除名字問(wèn)name的文件結(jié)點(diǎn) UFD parent_file=NULL，del_file=NULL； UFD *move

21、_file=NULL，move_file_parent; del_file=searchBST(fileBST，name)； if（del_file=NULL) printf(”沒(méi)有此文件，刪除失??！n”)；getch（)； return fileBST; /查找失敗 if(del_filefile_folder=ostrcmp（del_filefolder-name，”NULL”)!=0) printf（”注意，本系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)刪除，請(qǐng)先逐個(gè)刪除文件！”）； printf（”文件夾非空，刪除失??！n）;getch（)； return fileBST； if(del_fileshare=y）

22、 /先在共享鏈中刪除 del_in_share(del_file)； parent_file=del_fileparent； if(del_file-leftchild=NULL&del_file-rightchild=NULL) /被刪除結(jié)點(diǎn)為子葉結(jié)點(diǎn) if（del_file=fileBST) /只有一個(gè)結(jié)點(diǎn) strcpy（fileBST-name，”NULL”); else if(parent_file-leftchild=del_file) parent_fileleftchild=NULL；free（del_file）； elseparent_file-rightchild=NULL；

23、free（del_file）； else if（del_file-leftchild=NULLdel_file-rightchild=NULL) /被刪除結(jié)點(diǎn)沒(méi)有做孩子或右孩子 if（del_fileleftchild=NULL) /沒(méi)有左孩子 if（parent_file=NULL)/刪除的為根結(jié)點(diǎn)fileBST=del_filerightchild;del_filerightchild-parent=NULL； else if（parent_file-leftchild=del_file） /右孩子接上 parent_fileleftchild=del_file-rightchild； d

24、el_filerightchild-parent=parent_file; else /右孩子接上 parent_filerightchild=del_filerightchild; del_file-rightchildparent=parent_file； else /沒(méi)有右孩子 if(parent_file=NULL）/刪除的為根結(jié)點(diǎn)fileBST=del_fileleftchild；del_fileleftchildparent=NULL； else if（parent_file-leftchild=del_file） /左孩子接上 parent_fileleftchild=del_f

25、ileleftchild； del_fileleftchild-parent=parent_file； else /左孩子接上 parent_filerightchild=del_fileleftchild； del_file-leftchildparent=parent_file； free（del_file）; else /左右孩子都有 move_file_parent=del_file-leftchild； move_file=move_file_parentrightchild; if（move_file=NULL) /被刪除結(jié)點(diǎn)的左孩子沒(méi)有右孩子 if（parent_file=NUL

26、L) /刪除的為根結(jié)點(diǎn) fileBST=move_file_parent； fileBSTrightchild=del_file-rightchild； fileBSTparent=NULL； else if(parent_fileleftchild=del_file） parent_file-leftchild=move_file_parent; else parent_filerightchild=move_file_parent; move_file_parentparent=parent_file; move_file_parentrightchild=del_file-rightch

27、ild； else while(move_filerightchild！=NULL) /尋找右邊最底下的結(jié)點(diǎn) move_file=move_filerightchild； move_file_parent=move_file_parentrightchild； move_file_parentrightchild=NULL； move_file-leftchild=del_file-leftchild; move_file-rightchild=del_filerightchild； if（move_filerightchild!=NULL) move_filerightchildparent

28、=move_file； /右孩子的雙親也要改變 move_fileparent=del_file-parent； if（fileBST=del_file） /刪除的為根結(jié)點(diǎn) fileBST=move_file； free(del_file）; printf(”成功刪除文件%sn”，name)； getch（）； return fileBST;void del_in_share（UFD *node) REC *first,second； first=share_file； second=share_filelink； if(second=NULL） share_file=NULL；free(fi

29、rst)； else do if(second-file=node） first-link=secondlink；free(second）； else first=firstlink； second=secondlink； while(second!=NULL)；void fcreate（UFD *fileBST） /在fileBST的同一層創(chuàng)建文件 char s；char name30；int flag=0; UFD newfile，*temp=NULL； REC stemp；system（”cls”)； printf(-n”）； printf（”- 文 件 系 統(tǒng)/創(chuàng) 建 文 件-n”）;

30、 printf（”-nn）； do printf（” 1. 創(chuàng)建文件 n”); printf（ 2。 創(chuàng)建文件夾 n”); printf( 3。 取消 n”); printf(請(qǐng)選擇：n”）; scanf(c，s）； fflush(stdin）； if（s=3)return； if（s！=1s！=2) printf（輸入錯(cuò)誤，請(qǐng)重新輸入!n”)； while（s!=1&s！=2）；if(strcmp（fileBST-name，NULL”）=0） /節(jié)點(diǎn)已有（未賦值)用于本層文件夾的第一個(gè)文件的特殊情況 newfile=fileBST；elsenewfile=（UFD*）malloc(sizeo

31、f（UFD）); /創(chuàng)建樹(shù)節(jié)點(diǎn)newfileleftchild=NULL；newfile-rightchild=NULL； printf（”請(qǐng)輸入文件（夾）名:”）； scanf（%s，name）; fflush（stdin); /搜索二叉樹(shù)，文件重名就創(chuàng)建失敗 temp=searchBST（fileBST，name）； if(temp！=NULL） printf（已存在該文件（夾），創(chuàng)建失敗！n”）; strcpy（newfilename，NULL）； return; strcpy(newfile-name,name）；if（folder_depth=1） newfilepre_folder

32、=NULL；elsenewfilepre_folder=pre_opera_folder；/指向正在操作文件夾 while(1） /讀寫否，共享否 printf(”只讀r還是可讀寫w:”)； scanf（%c”，(newfilerw)； fflush(stdin); printf(是否共享y/n：”)； scanf（”c，（newfileshare）; fflush（stdin）； if（(newfilerw=r|newfilerw=w）（newfileshare=y|newfile-share=n）) break; printf(輸入有誤,請(qǐng)重新輸入！n”)； /*以下為文件和文件夾初始化中

33、不同的地方* if（s=1) newfilefile_folder=f； newfile-folder=NULL; newfilefile=(AFD）malloc（sizeof（AFD）)； printf(”請(qǐng)輸入文件的內(nèi)容（100):”）； scanf(”s”，newfile-fileafd_file); fflush(stdin）； newfilelength=strlen（newfile-fileafd_file)； else /文件夾的初始化 newfile-file_folder=o; newfilefile=NULL； newfile-length=0； newfilefolder

34、=（UFD)malloc（sizeof（UFD）); /連上一個(gè)空文件節(jié)點(diǎn)newfilefolder-pre_folder=newfile； newfile-folder-leftchild=NULL； strcpy（newfilefolder-name,”NULL”）； newfile-folderrightchild=NULL； /*if（fileBST！=newfile）insertBST(fileBST，newfile)； /初始化完成后插入到二叉樹(shù)中 else newfileparent=NULL；/第一個(gè)結(jié)點(diǎn)略去插入，其雙親結(jié)點(diǎn)為空if(newfile-share=y） /接入共享

35、鏈 stemp=（REC）malloc(sizeof（REC)）； stemp-file=newfile; stemplink=share_file; share_file=stemp; UFD *fdelete(UFD *fileBST) /在fileBST的同一層刪除文件 char name30；REC temp; printf（”請(qǐng)輸入要?jiǎng)h除的文件:”）； scanf(%s”，name）； fflush(stdin）；temp=open_file； /檢查文件是否打開(kāi)，打開(kāi)則刪除失敗while（temp！=NULL） if（strcmp（tempfilename，name）=0） pri

36、ntf(文件打開(kāi)中，請(qǐng)關(guān)閉后再刪除!”）； getch（）； return fileBST; else temp=templink； fileBST=deleteBST(fileBST，name）； return fileBST；void fopen（UFD fileBST) char name30； UFD temp=NULL，temp1=NULL; printf（”請(qǐng)輸入要打開(kāi)的文件的名字：”）； scanf(”s”,name)； fflush(stdin); temp=searchBST(fileBST，name）； if（temp=NULL） printf（”文件不存在!n)； tem

37、p=check_share（name）； if（temp=NULL) printf(”文件不存在！n”）； return; /*找到文件,以下為打開(kāi)部分* if（tempfile_folder=o） /打開(kāi)文件夾 folder_depth+； temp1=pre_opera_folder； /保護(hù)正在操作文件 pre_opera_folder=temp； temp-folder=operations（tempfolder); pre_opera_folder=temp1； /寫回 folder_depth; else /打開(kāi)文件 REC *newopen； newopen=（REC*）malloc(sizeof（REC）；/接入打開(kāi)鏈 newopenfile=temp; newopen-link=open_file; open_file=newopen; printf（”已成功打開(kāi)問(wèn)s！n”,tempname）； getch(); void