"简单多用户文件系统操作系统课程设计"

0 下载量 153 浏览量 更新于2023-11-23 收藏 200KB DOC 举报
本课程设计旨在通过实践操作系统的知识和技能,设计一个简单多用户文件系统。使用Microsoft Visual C 6.0下的Win32控制台程序,C语言开发。功能包括在内存中开辟虚拟磁盘空间作为文件存储器,实现文件物理结构和磁盘空闲空间的管理。可提供用户登录、系统初始化、列出文件目录、查看文件内容、新建文件和删除文件等操作,以便用户方便使用。通过本课程设计学生将能够巩固和复习操作系统的基础知识,培养结构化程序设计的能力,以及理解和掌握文件存储空间的管理,文件的物理结构,目录结构的实现和文件操作的实现。
2023-05-31 上传
简单多用户文件系统 1.课程设计的目的 操作系统课程设计是计算机专业重要的教学环节,它为学生提供了一个既动手又动脑 ,将课本上的理论知识和实际有机的结合起来,独立分析和解决实际问题的机会。为 进一步巩固和复习操作系统的基础知识,培养学生结构化程序、模块化程序设计的方法 和能力,提高学生调试程序的技巧和软件设计的能力,提高学生分析问题、解决问题以 及综合利用 C 语言进行程序设计的能力。 本课程设计设计一个简单多用户文件系统,通过具体的文件存储空间的管理、文件的 物理结构、目录结构和文件操作的实现,加深理解文件系统的内部功能及内部实现,掌 握文件存储空间的管理,理解文件的物理结构,掌握目录结构的实现,掌握文件操作的 实现。 2. 课程设计的开发语言 Microsoft Visual C++ 6.0下的Win32控制台程序,C语言。VC++是Microsoft公司的C++开发工具,具有集成开发 环境,可提供编辑C语言,C++以及C++/CLI等编程语言。本课程设计的文件系统利用VC+ +软件的编辑C语言功能,在Win32控制台程序下操作,在DOS环境下运行。 3. 功能描述 在内存中开辟一个虚拟磁盘空间作为文件存储器,在其上实现一个简单多用户的文件 系统。文件物理结构可采用显式链接或其他方法。磁盘空闲空间的管理可选择位示图或 其他方法。如果采用位示图来管理文件存储空间,并采用显式链接分配方式,则可以将 位示图合并到FAT中。 一个较实用的用户界面,方便用户使用。可提供以下相关文件操作: 具有login (用户登录) 系统初始化(建文件卷、提供登录模块) 列出文件目录:dir 文件内容的查看:view 新建文件:create 删除文件:delete 修改文件:modify 锁定状态转换:lock 注销退出:logout 文件目录结构采用多用户目录结构,每个目录项包含文件名、大小、是否锁定、物理 地址等信息,可以通过目录项实现对文件的读和写的保护。 4. 方案论证 4.1概要设计 本系统为二级文件系统,既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。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: 0 48*5 48*5+44*50 48*5+44*50+264*200 每个分区都是由结构体组成,每个分区的结构体的个数由格式化系统时决定。 为系统设计一个简单的二级文件系统,可以实现下列几条命令:login(用户登陆) 、dir(列文件目录)、view(查看文件内容)、create(新建文件)、delete(删除文 件)、modify(修改文件)、lock(锁定转换)、logout(注销)。列目录时列出文件 名、文件长度、是否锁定、物理地址,源文件可以进行读写保护。主函数所有功能流程 图如图1所示。 图1 主函数功能流程图 4.2详细设计 4.2.1用户登录(login)模块 首次进入系统时,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,系统的初始化要完成文件系统的建立,包括以下几部分:请求内存、设置位示图 、初始化文件索引、初始化文本块链表、初始化系统的当前状态、创建一个根目录做为 系统的根。验证登录用户的身份,用户登录成功后会初始化当前用户等一系列的系统当 前信息,默认用户的类型为普通用户,如果用户未能通过身份验证,提示用户登录失败 ,退出系统。用户登录模块的算法流程图如图2所示。 图2 用户登录流程图 4.2.2查看文件内容(view)模块 图3 查看文件内容流程图 只支持在当前用户当前目录下进行操作,前提是用户已创建文件,通过用户给定的文 件名在文件索引中搜索到文件的物理文件块ID,找到该文件元素后,将文件当前状态置 为打开,通过类似的查找方式,找到文件的数据部分,将数据显示到界面,默认创建的 时候用0填充文件内容。查看文件内容模块的算法流程图如图3所示。 4.2.3新建文件(create)模块 图4 新建文件模块流程图 只支持在当前用户目录下创建文件,根据位示图找到一个未使用的文件块用来存放用 户的文件信息,根据系统当前状态来构建一个文件系统元素放入到找到的文件块中,新 创建的文件状态为关闭,同时更新位示图和文件索引。新建文件时要求输入文件名称, 当文件名称不存在,即与当前用户文件目录下的文件不发生冲突时,继续接收用户提供 的文件长度,当文件不发生越界则接受锁定状态,文件新建成功。新建文件模块算法流 程图如上图4所示。 4.2.4删除文件(delete)模块 删除文件并不真正清理文件的物理存储内容,只