简单多用户文件系统_操作系统课程设计.doc

简单多用户文件系统

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++ ,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

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
文件目录区
文件数据区
用户区
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。
生成虚拟磁盘文件
登录
文件操作菜单
查看文件内容
新建
文件
删除
文件
修改
文件
锁定状态转换
返回操作菜单
注销退出
图1 主函数功能流程图

(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。
创建并初始化分区
是否存在用户?
新建用户
登录
创建成功
用户身份验证
用户名是否存在?
登陆成功
否
是
否
是
图2 用户登录流程图
(view)模块
查看文件内容
接收查看文件名称
文件是否存在?
文件查看失败
创建查看文件结点并复制文件信息
将该结点链接到查看文件链中
操作成功,内容以0填充
否
是
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。
(create)模块