操作系统课程设计-软件工程-周成

高级操作系统实验报告姓名：学号：专业：任课教师：2014年01月18目录一、课程设计题目和目的.......................................................1二、课程设计要求.............................................................1三、程序设计思想.............................................................1四、文件系统的实现...........................................................11.数据结构设计...............................................................12.程序功能图.................................................................23.实体关系图.................................................................34.数据流图..................................................错误!未定义书签。5.程序流程图.................................................................3(1)．建立文件：create（文件名，记录长度）.................................4(2)．写文件：write(文件名，开始位置，字符串)..............................5(3)．读文件：read（文件名，开始位置，长度）...............................6(4)．显示文件所有内容type(文件名).......................错误!未定义书签。(5)．删除文件delete(文件名)..............................错误!未定义书签。(6)．重命名文件ren(文件名，新文件名).....................错误!未定义书签。(7)．查询文件属性ask(文件名).............................错误!未定义书签。(8)．关闭文件close(文件名)...............................错误!未定义书签。五、程序运行结果及分析.......................................................8六、课程设计总结............................................................10七、参考文献................................................................11八、附录....................................................................12北京联合大学第1页共30页一、课程设计题目和目的通过模拟文件系统的实现，深入理解操作系统中文件系统的理论知识,加深对教材中的重要算法的理解。同时通过编程实现这些算法,更好地掌握操作系统的原理及实现方法,提高综合运用各专业课知识的能力。二、课程设计要求通过组长分工，我主要完成了如下几个功能的操作：1．创建文件：从命令中得到文件名，得到该文件的文件长度，建立文件。修改目录表。4．读文件：read[文件名][显示开始字节][显示的字节数]，直接显示所需要的字节数。5．写文件：write[文件名][插入的位置][插入的内容]6．修改属性：修改文件属性文件名，文件权限，文件长度等。三、程序设计思想阅读操作系统方面的书籍，了解操作系统的文件系统原理。结合分析课程设计要求，确定实体以及它们之间的关系。实体关系有三张表(磁盘空间分配表、文件表、打开文件表)、一个模拟磁盘的数组、命令服务和用户构成。用户负责输入命令。命令服务实现命令的解释、命令检查、命令帮助以及调用相关模块执行相应的命令功能。文件夹打开是则把文件夹名称及其地址压入打开文件夹栈，文件关闭则把文件夹名称及其地址从打开文件夹栈中抛出。文件打开则把文件的名称及其父指针写到文件列表同时置文件打开标志为1，文件关闭则把文件从打开列表中删除，同时置文件打开指针为0，文件读取和写入都要检查文件是否在文件打开列表中，未打开文件不能读写，只读文件不能写，只写文件不能读。文件夹和文件创建，文件夹和文件的创建首先检验目录是否为空，为空则把文件夹或文件连接到该目录下，不为空则把检查目录下是否有同名文件夹或文件，有则提示创建不成功，没有则把文件夹或文件连接到该目录下的最后一个子节点，作为它的兄弟节点。文件夹和文件的删除，文件夹下没有打开的文件或文件没有打开才能删除，否则删除失败，删除文件夹时利用了中序历遍来删除子树。四、文件系统的实现1.数据结构设计通过分析课程设计要求，具体设计出如下数据结构:北京联合大学第2页共30页①typedefstructuof//文件属性{charfilename[14];//文件名字intmode;//文件的权限0-readonly；1-writeonly；2-read/writeintlength;//文件长度intaddr;//物理块号intstate;//0-建立，1-建立intreadptr;};通过结构体，将文件名字、文件在磁盘的开始位置、文件长度、文件最大长度、文件类型、创建时间结合在一起。文件类型，本模拟程序使用txt类型。设置一个线性表来存储文件。2.程序功能图文件系统提供的文件操作有建立文件(create)、删除文件(delete)、条件读取文件(read)、写入文件(write)、查询文件的属性(ask)、显示文件所有内容(type)、重命名文件(ren)、关闭文件(close)。可以通过键盘输入命令来模拟文件的操作。通过exit命令退出程序。模拟文件系统创建文件删除文件条件读取写入文件查询属性显示内容显示目录重命名文件关闭文件北京联合大学第3页共30页3.实体关系图命令服务使得用户能够输入命令，在需要时提供命令的帮助。同时能够分析命令，调用相应的命令模块对模拟磁盘、磁盘空间分配表、文件表、打开文件表进行操作。磁盘空间分配表记录模拟磁盘的使用情况。文件表记录文件的信息和在磁盘里的位置等信息。打开文件表记录已打开的文件，对应文件表中的文件信息，和文件表里的文件节点类似，记录了文件在模拟磁盘中的信息。4.程序流程图模拟文件系统提供的文件操作有建立（create），读取（read），显示（type），删除（detele），写入（write）,关闭（close）,重命名(ren)和查询(ask)。在模拟程序中可从键盘上输入文件操作命令来模拟各用户程序中所调用的各种文件操作，用一个结束命令（exit）停止程序的执行。用户命令服务模拟磁盘磁盘空间分配表文件表打开文件表北京联合大学第4页共30页(1)．创建文件：create（文件名，记录长度）模拟文件系统进行“创建文件”的处理流程如下：开始系统格式化Y/N/输入命令命令表中有该命令？分析命令显示:命令帮助无创建删除读取显示重命名写入查询列表关闭退出程序(exit)执行命令执行命令北京联合大学第5页共30页(2)．写文件：write(文件名，开始位置，字符串)模拟文件系统进行“建立文件”的处理流程如下：开始查询文件表文件表中有名字?返回有显示重命申请磁盘空间空间申请成功？显示失败否返回无在磁盘分配表中登记登记：长度=0,最大长度=申请长度，开始位置＝申请节点位置空闲情况＝占用在文件表中登记登记：长度=0,最大长度=建立长度，开始位置＝分配位置文件类型＝txt,时间＝当前时间在打开文件表中登记登记：信息和文件表中类似显示创建成功返回北京联合大学第6页共30页(3)．读文件：read（文件名，开始位置，长度）模拟文件系统进行“读取文件”的处理流程如下：开始查询打开文件表查询文件表在打开文件表里？不在在文件表里？显示无文件返回不在写进模拟磁盘在在读取文件记录write参数合法?合法显示成功返回显示参数非法非法北京联合大学第7页共30页开始查询文件表在打开文件表里？不在在文件表里？显示无文件返回不在在在读取文件记录read参数合法?非法显示参数非法返回根据参数读取模拟磁盘里的记录返回合法北京联合大学第8页共30页五．实验程序说明：1.创建文件：2.打开文件：北京联合大学第9页共30页3.写文件：4.修改文件属性：北京联合大学第10页共30页六、课程设计总结通过本次的课程设计，使我能够正确运用操作系统课程中所学的基本理论和知识，加深了对文件系统基本概念的理解，以及磁盘文件系统的文件操作。还有让我感受挺深的是对软件工程方法的应用。设计一个软件，先要做好需求分析，这一点很重要，如果没有分析好需求，到软件设计的最后，发现所做的功能不符合要求，那么一切都得重做，前面所有的努力都付诸东流。在程序设计的开始，由于分析工作做得不够深入和细致，吃了点小苦头。对于这样一个小设计来说，都会吃苦头，要是大工程更是无法想像，有可能会项目失败。以后得加强对软件工程的学习。另外在运用C语言的时候，感觉有点生疏，在组织语言时时而出错，在编程和调试的过程中，经常会出现意想不到的问题，并非每个问题都可以从相关资料中找到解决方法，有些问题是无法预料到的，这就需要通过自己理性的分析得出问题的解决方案。在设计过程中，查询了不少相关资料，不断的发现问题、提出问题、解决问题。在对自己所编写的源程序段的纠错的过程中，使我更好的理解了操作系统中文件系统的理论知识，同时在编程时用到了模块化的设计思想，这种编程方法可以使我们的编程变的更简单，可以使我们的查错与纠错变的更方便。总的来说通过这次的设计的学习使我学到了很多在平时的学习中学不到的很多东西，通过这次课程设计，使我对操作系统和编程产生兴趣，我想我会在这条路上继续前进下去。我相信，只要不断的严格要求自己，注意培养自己的思维能力，就一定会有更大更辉煌的发展和提高。北京联合大学第11页共30页七、参考文献[1][美]AbrahamSilberschatzPeterBaerGalvinGregGagne郑扣根译.OPERATINGSYSTEMCONCEPTS[SixthEdition]操作系统概念.高等教育出版社,2004,01[2](美)RogerS.Pressman著梅宏译.软件工程-实践者的研究方法.机械工业出版社,2002,09[3]蔡启先.C语言程序设计教程（第二版）.重庆大学出版社,2003,07[4]朱战立.数据结构.西安电子科技大学出版社,2003,05北京联合大学第12页共30页八、附录1.程序源代码及注释//////////////////////////////////////////////////////////////编译工具:Visualc++6.0////////作者:~小楚*smill~、蓝色的天空////邮件:[e-mail]////////复制、传播请保留作者信息，谢谢!//////////////////////////////////////////////////////////////////#includestdio.h#includeconio.h#includestring.h#includestdlib.h#includetime.hvoidfileCreate(char*fileName,intfileLenght);//创建文件voidfileDel(char*file