操作系统课程设计文件管理二级文件系统

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1、本文档分别包含linux和windows两套程序目 录一、课程设计的目的二、课程设计的内容及要求内容要求三、实现原理四、关键算法实现流程图流程图关键算法五、软件运行环境及限制 六结果输出及分析七心得体会八参考文献一课程设计的目的本课程设计是学习完计算机操作系统课程后，进行的一次全面的综合训练，通过课程设计，让我更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解，加强了我的动手能力。二课程设计的内容及要求内容：为LINUX 设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点：1、可以实现下列几条命令（至少4条）。Login 用户登录Dir 列文件目录Create 创建文件Del

2、ete 删除文件Open 打开文件Close 关闭文件Read 读文件Write 写文件2、列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度。3、源文件可以进行读写保护。从课程设计的目的出发，通过设计工作的各个环节，达到以下教学要求：1、鼓励并优先个人独立选题设计，可从下面设计题目中选择，也可以自拟相关题目；如要合作，每组最多两名同学，且设计文档不能相同；2、可以在我们实验课最后布置的实验设计基础上进行完善和改进，但不能相同。3、题目选定后报给班长，班长要注意班级内题目的平衡，根据所选题目进行协调，不要都选一样的题。4、设计完成后报请老师答辩，答辩时不能对自己提供的设计进行讲解的同学，视为抄袭

3、；5、要求写出一份详细的设计报告（A4纸）。6、每位同学在周五将自己的设计报告和电子文档（包括报告和源程序）交给学习委员，并由学习委员统一刻盘后上交。三实现原理 首先，实现Login用户登录，（用户名：admin 密码：admin）必须登录成功才能进入文件系统进行查看，进入后，通过树状展示文件目录（默认文件目录是C：Program Files）,右侧显示文件夹图标或者文件图标，选中节点鼠标右击弹出菜单，有新建目录，新建文件，删除文件，打开文件，属性菜单项，并分别实现其功能。四关键算法实现流程图流程图：关键算法：1 新建目录功能的实现private class MenuAction2 imple

4、ments ActionListener public void actionPerformed(ActionEvent arg0) try String Name=JOptionPane.showInputDialog(创建目录名称：);if (!Name.equals() / 得到树状视图的被选择节点路径TreePath path = tree.getSelectionPath();/ 得到树状视图的被选择节点MutableTreeNode node = (MutableTreeNode) path.getLastPathComponent();/ 得到树状视图的模型类变量DefaultT

5、reeModel model = (DefaultTreeModel) tree.getModel();/ 新建子节点，标题为新目录名称MutableTreeNode newNode = new DefaultMutableTreeNode(Name);/ 先展开树状视图，触发展开树状视图事件，给当前节点追加下级节点tree.fireTreeExpanded(path);/ 如果当前节点允许存在下级节点，则在树状视图的模型类变量中插入新子节点，位置是第一个，否则显示消息并退出该函数if (node.getAllowsChildren()model.insertNodeInto(newNode,

6、 node, 0);else JOptionPane.showMessageDialog(null, 不能给文件追加下级目录!);return;/ 得到被选择节点对应文件的完整路径信息String fullPath = ;for (Object obj : path.getPath() String str = obj.toString();/ 处理盘符根目录问题if (str.endsWith()str = str.substring(0, str.length() - 1);if (fullPath.equals()fullPath += str;elsefullPath += + str

7、;/System.out.println(fullpath=+fullPath);/ 生成被选择节点对应的文件类变量File parentDir = new File(fullPath);/ 如果是目录，则新建相应的子目录if (parentDir.isDirectory() File currentFile = new File(fullPath + + Name);currentFile.mkdir();elseJOptionPane.showMessageDialog(null, 文件名不能为空！); catch (HeadlessException e) / TODO Auto-gen

8、erated catch blocke.printStackTrace();2.新建文件功能的实现private class MenuAction5 implements ActionListener public void actionPerformed(ActionEvent e) TreePath tp = tree.getSelectionPath();/ 得到被选择节点对应文件的完整路径信息String fullPath = ;for (Object obj : tp.getPath() String str = obj.toString();/ 处理盘符根目录问题if (str.e

9、ndsWith()str = str.substring(0, str.length() - 1);if (fullPath.equals()fullPath += str;elsefullPath += + str;String FileName = JOptionPane.showInputDialog(创建文件名称：);if (!FileName.equals(null) File f = new File(fullPath + + FileName);try f.createNewFile(); catch (IOException e1) / TODO Auto-generated

10、catch blocke1.printStackTrace();elseJOptionPane.showMessageDialog(null, 文件名不能为空！);3.删除功能的实现/ 内部类，响应快捷菜单的单击操作private class MenuAction implements ActionListener public void actionPerformed(ActionEvent e) / 得到树状视图的被选择节点路径TreePath tp = tree.getSelectionPath();/ 得到树状视图的被选择节点DefaultMutableTreeNode node =

11、(DefaultMutableTreeNode) tp.getLastPathComponent();/ 从树状视图删除当前节点DefaultTreeModel dtm = (DefaultTreeModel) tree.getModel();dtm.removeNodeFromParent(node);/ 得到被选择节点对应文件的完整路径信息String fullPath = ;for (Object obj : tp.getPath() String str = obj.toString();/ 处理盘符根目录问题if (str.endsWith()str = str.substring(

12、0, str.length() - 1);if (fullPath.equals()fullPath += str;elsefullPath += + str;/ 如果是文件，直接删除，如果是目录则调用deleteDir函数删除目录File currentFile = new File(fullPath);if (currentFile.isFile()currentFile.delete();elsedeleteDir(currentFile);/ 通过递归调用，可以删除目录的函数public static boolean deleteDir(File dir) / 判断是否为目录，如果是，

13、则递归调用自己，如果不是，直接删除文件if (dir.isDirectory() String subDir = dir.list();for (String s : subDir) deleteDir(new File(dir, s);return dir.delete();4.打开文件的功能实现即是Open_File这个类。5.属性的功能实现取得路径名：TreePath tp = tree.getSelectionPath();/ 得到被选择节点对应文件的完整路径信息String fullPath = ;for (Object obj : tp.getPath() String str =

14、 obj.toString();/ 处理盘符根目录问题if (str.endsWith()str = str.substring(0, str.length() - 1);if (fullPath.equals()fullPath += str;elsefullPath += + str;然后传入new Proper(fullPath);属性详细实现即是Proper类。五软件运行环境及限制运行环境：JDK 1.6使用语言：Java编程工具：JBuilder2007错误提示框进入系统后主界面：菜单选项：新建目录“小小”新建文件“小小”删除“小小”目录及文件删除成功打开文件查看文件属性七心得体会操

15、作系统课程设计，自己通过查找资料、复习课本、编程调试，写实验报告等环节，进一步掌握了以前学到的知识，并且还对操作系统应用有了更深入的认识与掌握。比如对树的展示有了很好的学习，对二级文件系统也有了很好的了解，如何解决实现里面功能的各种问题。 通过实践的学习，我认到学好计算机要重视实践操作，不仅仅是学习java语言，还是其它的语言，以及其它的计算机方面的知识都要重在实践，所以后在学习过程中，我会更加注视实践操作，使自己便好地学好计算机。八参考文献1朱福喜，尹为民等编著.Java语言与面向对象程序设计.武汉：武汉大学出版社,2002.12 2陆昌辉，Java程序设计实用案例教程.北京：电子工业出版社

16、，2008.53丁振凡，黎章等编著.Java语言实用教程.北京：北京邮电大学出版社，2005.84何桥,李肃义等编著.Java程序设计简明教程.北京：中国水利水电出版社,2004.9 文件管理系统模拟1.实验目的通过一个简单多用户文件系统的设计，加深理解文件系统的内部功能及内部实现2.实验内容为Linux系统设计一个简单的二级文件系统。要求做到以下几点：（1）可以实现下列几条命令（至少4条）login用户登录dir列文件目录create创建文件delete删除文件open打开文件close关闭文件read读文件write写文件（2）列目录时要列出文件名、物理地址、保护码和文件长度；（3）源文件

17、可以进行读写保护。3.实验提示（1）首先应确定文件系统的数据结构：主目录、子目录及活动文件等。主目录和子目录都以文件的形式存放于磁盘，这样便于查找和修改。（2）用户创建的文件，可以编号存储于磁盘上。入file0,file1,file2并以编号作为物理地址，在目录中进行登记。4.源代码#include #include #include #define MEM_D_SIZE 1024*1024 /总磁盘空间为1M#define DISKSIZE 1024/磁盘块的大小1K#define DISK_NUM 1024/磁盘块数目1K#define FATSIZE DISK_NUM*sizeof(st

18、ruct fatitem)/FAT表大小#define ROOT_DISK_NO FATSIZE/DISKSIZE+1/根目录起始盘块号#define ROOT_DISK_SIZE sizeof(struct direct)/根目录大小#define DIR_MAXSIZE 1024/路径最大长度为1KB#define MSD 5/最大子目录数5#define MOFN 5/最大文件深度为5#define MAX_WRITE 1024*128/最大写入文字长度128KB struct fatitem /* size 8*/ int item; /*存放文件下一个磁盘的指针*/ char em_

19、disk; /*磁盘块是否空闲标志位 0 空闲*/ ; struct direct /*-文件控制快信息-*/ struct FCB char name9; /*文件/目录名 8位*/ char property; /*属性 1位目录 0位普通文件*/ int size; /*文件/目录字节数、盘块数)*/ int firstdisk; /*文件/目录 起始盘块号*/ int next; /*子目录起始盘块号*/ int sign; /*1是根目录 0不是根目录*/ directitemMSD+2; ; struct opentable struct openttableitem char n

20、ame9; /*文件名*/ int firstdisk; /*起始盘块号*/ int size; /*文件的大小*/ openitemMOFN; int cur_size; /*当前打文件的数目*/ ; struct fatitem *fat; /*FAT表*/ struct direct *root; /*根目录*/ struct direct *cur_dir; /*当前目录*/ struct opentable u_opentable; /*文件打开表*/ int fd=-1; /*文件打开表的序号*/ char *bufferdir; /*记录当前路径的名称*/ char *fdisk

21、; /*虚拟磁盘起始地址*/ void initfile(); void format(); void enter(); void halt(); int create(char *name); int open(char *name); int close(char *name); int write(int fd,char *buf,int len); int read(int fd,char *buf); int del(char *name); int mkdir(char *name); int rmdir(char *name); void dir(); int cd(char *

22、name); void print(); void show(); void initfile() fdisk = (char *)malloc(MEM_D_SIZE*sizeof(char); /*申请 1M空间*/ format(); void format() int i; FILE *fp; fat = (struct fatitem *)(fdisk+DISKSIZE); /*计算FAT表地址，引导区向后偏移 1k)*/ /*-初始化FAT表-*/ fat0.item=-1; /*引导块*/ fat0.em_disk=1; for(i=1;iROOT_DISK_NO-1;i+) /*

23、存放 FAT表的磁盘块号*/ fati.item=i+1; fati.em_disk=1; fatROOT_DISK_NO.item=-1; /*存放根目录的磁盘块号*/ fatROOT_DISK_NO.em_disk=1; for(i=ROOT_DISK_NO+1;idirectitem0.sign = 1; root-directitem0.firstdisk = ROOT_DISK_NO; strcpy(root-directitem0.name,.); root-directitem0.next = root-directitem0.firstdisk; root-directitem

24、0.property = 1; root-directitem0.size = ROOT_DISK_SIZE; /*-指向上一级目录的目录项-*/ root-directitem1.sign = 1; root-directitem1.firstdisk = ROOT_DISK_NO; strcpy(root-directitem1.name,.); root-directitem1.next = root-directitem0.firstdisk; root-directitem1.property = 1; root-directitem1.size = ROOT_DISK_SIZE;

25、if(fp = fopen(disk.dat,wb)=NULL) printf(Error:n Cannot open file n); return; for(i=2;idirectitemi.sign = 0; root-directitemi.firstdisk = -1; strcpy(root-directitemi.name,); root-directitemi.next = -1; root-directitemi.property = 0; root-directitemi.size = 0; if(fp = fopen(disk.dat,wb)=NULL) printf(E

26、rror:n Cannot open file n); return; if(fwrite(fdisk,MEM_D_SIZE,1,fp)!=1) /*把虚拟磁盘空间保存到磁盘文件中*/ printf(Error:n File write error! n); fclose(fp); void enter() FILE *fp; int i; fdisk = (char *)malloc(MEM_D_SIZE*sizeof(char); /*申请 1M空间*/ if(fp=fopen(disk.dat,rb)=NULL) printf(Error:nCannot open filen); ret

27、urn; if(!fread(fdisk,MEM_D_SIZE,1,fp) /*把磁盘文件disk.dat 读入虚拟磁盘空间(内存)*/ printf(Error:nCannot read filen); exit(0); fat = (struct fatitem *)(fdisk+DISKSIZE); /*找到FAT表地址*/ root = (struct direct *)(fdisk+DISKSIZE+FATSIZE);/*找到根目录地址*/ fclose(fp); /*-初始化用户打开表-*/ for(i=0;i8) /*文件名大于 8位*/ return(-1); for(j=2;

28、jdirectitemj.name,name) break; if(jMSD+2) /*文件已经存在*/ return(-4); for(i=2;idirectitemi.firstdisk=-1) break; if(i=MSD+2) /*无空目录项*/ return(-2); if(u_opentable.cur_size=MOFN) /*打开文件太多*/ return(-3); for(j=ROOT_DISK_NO+1;j=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk = 1; /*将空闲块置为已经分配*/ /*-填写目录项-*/ strcpy(cur_dir-d

29、irectitemi.name,name); cur_dir-directitemi.firstdisk = j; cur_dir-directitemi.size = 0; cur_dir-directitemi.next = j; cur_dir-directitemi.property = 0; /*-*/ fd = open(name); return 0; int open(char *name) int i, j; for(i=2;idirectitemi.name,name) break; if(i=MSD+2) return(-1); /*-是文件还是目录-*/ if(cur_

30、dir-directitemi.property=1)return(-4); /*-文件是否打开-*/ for(j=0;jMOFN;j+) if(!strcmp(u_opentable.openitemj.name,name) break; if(j=MOFN) /*文件打开太多*/ return(-3); /*-查找一个空闲用户打开表项-*/ for(j=0;jdirectitemi.firstdisk; strcpy(u_opentable.openitemj.name,name); u_opentable.openitemj.size = cur_dir-directitemi.size

31、; u_opentable.cur_size+; /*-返回用户打开表表项的序号-*/ return(j); int close(char *name) int i; for(i=0;i=MOFN) return(-1); /*-清空该文件的用户打开表项的内容-*/ strcpy(u_opentable.openitemi.name,); u_opentable.openitemi.firstdisk = -1; u_opentable.openitemi.size = 0; u_opentable.cur_size-; return 0; int write(int fd, char *bu

32、f, int len) char *first; int item, i, j, k; int ilen1, ilen2, modlen, temp; /*-用 $ 字符作为空格 # 字符作为换行符-*/ char Space = 32; char Endter= n; for(i=0;ilen;i+) if(bufi = $) bufi = Space; else if(bufi = #) bufi = Endter; /*-读取用户打开表对应表项第一个盘块号-*/ item = u_opentable.openitemfd.firstdisk; /*-找到当前目录所对应表项的序号-*/ f

33、or(i=2;idirectitemi.firstdisk=item) break; temp = i; /*-存放当前目录项的下标-*/ /*-找到的item 是该文件的最后一块磁盘块-*/ while(fatitem.item!=-1) item =fatitem.item; /*-查找该文件的下一盘块-*/ /*-计算出该文件的最末地址-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE+u_opentable.openitemfd.size%DISKSIZE; /*-如果最后磁盘块剩余的大小大于要写入的文件的大小-*/ if(DISKSIZE-u_opentable.open

34、itemfd.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; /*-还需要多少块磁盘块-*/ for(j=0;jilen2;j+) for(i=ROOT_DISK_NO+1;i=DISK_NUM) /*-如果磁盘块已经分配完了-*/ return(-1)

35、; first = fdisk+i*DISKSIZE; /*-找到的那块空闲磁盘块的起始地址-*/ if(j=ilen2-1) /*-如果是最后要分配的一块-*/ 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块-*/ for(k=0;kdirectitemtemp.size = cur_dir-directitemtemp.size+len; return 0; int read(int fd, char *buf) in

36、t 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; /*-计算文件所占磁盘的块数-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; /*-计算文件的起始位置-*/ for(i=0;iilen1;i+) if(i=ilen1-1) /*

37、-如果在最后一个磁盘块-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; else /*-不在最后一块磁盘块-*/ for(j=0;jlen-i*DISKSIZE;j+) bufi*DISKSIZE+j = firstj; item = fatitem.item; /*-查找下一盘块-*/ first = fdisk+item*DISKSIZE; return 0; int del(char *name) int i,cur_item,item,temp; for(i=2;idirectitemi.name,name) break

38、; cur_item = i; /*-用来保存目录项的序号,供释放目录中-*/ if(i=MSD+2) /*-如果不在当前目录中-*/ return(-1); if(cur_dir-directitemcur_item.property!=0) /*-如果删除的(不)是目录-*/ return(-3); for(i=0;idirectitemcur_item.firstdisk;/*-该文件的起始盘块号-*/ while(item!=-1) /*-释放空间,将FAT表对应项进行修改-*/ temp = fatitem.item; fatitem.item = -1; fatitem.em_di

39、sk = 0; item = temp; /*-释放目录项-*/ cur_dir-directitemcur_item.sign = 0; cur_dir-directitemcur_item.firstdisk = -1; strcpy(u_opentable.openitemcur_item.name,); cur_dir-directitemcur_item.next = -1; cur_dir-directitemcur_item.property = 0; cur_dir-directitemcur_item.size = 0; return 0; int mkdir(char *n

40、ame) int i,j; struct direct *cur_mkdir; if(!strcmp(name,.) return(-4); if(!strcmp(name,.) return(-4); if(strlen(name)8) /*-如果目录名长度大于 8位-*/ return(-1); for(i=2;idirectitemi.firstdisk=-1) break; if(i=MSD+2) /*-目录/文件 已满-*/ return(-2); for(j=2;jdirectitemj.name,name) break; if(jMSD+2) /*-如果有重名-*/ return

41、(-3); for(j=ROOT_DISK_NO+1;j=DISK_NUM) return(-5); fatj.em_disk=1; /*-将该空闲块设置为已分配-*/ /*-填写目录项-*/ strcpy(cur_dir-directitemi.name,name); cur_dir-directitemi.firstdisk=j; cur_dir-directitemi.size=ROOT_DISK_SIZE; cur_dir-directitemi.next=j; cur_dir-directitemi.property=1; /*-所创目录在虚拟磁盘上的地址(内存物理地址)-*/ cu

42、r_mkdir=(struct direct *)(fdisk+cur_dir-directitemi.firstdisk*DISKSIZE); /*-初始化目录-*/ /*-指向当前目录的目录项-*/ cur_mkdir-directitem0.sign=0; cur_mkdir-directitem0.firstdisk=cur_dir-directitemi.firstdisk; strcpy(cur_mkdir-directitem0.name,.); cur_mkdir-directitem0.next=cur_mkdir-directitem0.firstdisk; cur_mkdir-directitem0.property=1; cur_mkdir-directitem0.size=ROOT_DISK_SIZE; /*-指向上一级目录的目录项-*/ cur_mkdir-directitem1.sign=cur_dir-directitem0.sign;cur_mk