操作系统-实验报告-文件管理

-1-昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（201—201学年第二学期）课程名称：操作系统开课实验室：年月日年级、专业、班学号姓名成绩实验项目名称文件管理指导教师教师评语教师签名：年月日一、实验目的用C或C++语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的基本功能。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图）用C模拟实现文件系统的管理；要求设计一个多级目录结构的文件系统，能正确描述文件控制块，采用合理的外存分配方式，能实现基本的目录及文件的操作，包括创建、删除、重命名、复制、移动等功能，并对文件有一定的存取权限控制。功能设计:Help显示命令帮助dir显示当前目录下的文件和文件夹exit退出系统create[文件名]创建文本文件cdir[目录名]创建文件夹read[文件名]读取一个文件最多可同时读取五个close[文件名]关闭一个文件edit[文件名]编辑一个文件cd[目录名]进子目录或者上级目录attr[文件名]显示该文件的属性del[文件名]删除文件rename[文件名]重命名-2-编辑功能流程图-3-删除文件流程图创建文件流程图核心算法:boolFormat(void);//格式化boolinstall(void);//装载虚拟硬盘的数据voidlogin(void);/用户登陆-4-voidshowMenu(void);//显示功能菜单boolonAction(void);//用户选择功能并执行voidcreateFile(stringstr);//创建文件boolread(stringstr);//读取文件voideditFile(stringstr);//编辑文件voidDelete(stringstr);//删除一个文件数据结构:/*---------常变量------*/constunsignedintBLOCK_SIZE=512;//块长constunsignedintDATA_BLOCK_NUM=512;//数据块数量constunsignedintDINODE_START=4*BLOCK_SIZE;//inode起始位置constunsignedintDINODE_SIZE=512;//inode大小constunsignedintDINODE_NUM=32;//inode数量constunsignedintDATASTART=(2+DINODE_NUM)*BLOCK_SIZE;//数据区的开始地址constunsignedintACCOUNT_NUM=10;//用户数量/*inode结构体*/structinode{unsignedshortdi_tag;/*inode标识*/unsignedshortdi_number;/*关联文件数，当为0时表示删除文件,如一个目录至少包含两个文件:.和..*/unsignedshortdi_mode;/*存取模式:0为目录,1为文件*/unsignedshortdi_userID;/*当前inode所属用户0为根目录ID,一次下去是管理员目-5-录、用户目录*/unsignedshortdi_access;/*访问权限0为不允许普通用户访问(公共目录),1为允许普通用户访问*/unsignedshortdi_size;/*文件大小,目录没有大小,值为0*/unsignedshortdi_ctime;/*创建时间*/unsignedshortdi_mtime;/*最后一次修改时间*/unsignedshortdi_block[DATA_BLOCK_NUM];/*数据块块地址编号*/};/**超级块***/structsuper_block{unsignedshorts_inodes_count;/*文件系统中inode的总数*/unsignedshorts_blocks_count;/*数据块总数*/unsignedshorts_r_blocks_count;/*保留块总数*/unsignedshorts_free_blocks_count;//空闲块总数unsignedshorts_free_inodes_count;/*空闲的inode总数*/unsignedshorts_log_block_size;/*block的大小*/};/**账户信息**/structuser{unsignedshortuser_id;//用户IDunsignedshortuser_access;//权限stringusername;//用户名stringpassword;//密码};/**文件/目录结构**/structdirectory{-6-stringname;/*目录名*/unsignedshortd_ino;/*目录号*/};三、所用仪器、材料（设备名称、型号、规格等）。计算机一台四、实验方法、步骤#includestdio.h#includestdlib.h#includestring.h#includeiostream.hstructOpenFileTable//打开文件表数据结构{longoffset;//当前文件读写指针charfile_name[10];//文件名数组longintfile_start;//文件起始块号longintfile_length;//文件长度（字节）};structFCB_Block//FCB数据结构{intflag;//标志，-1表示未用，1表示文件用-7-charfile_name[10];//文件名数组longintfile_date;//文件建立日期longintfile_time;//文件建立时间longintfile_start;//文件起始块号longintfile_length;//文件长度（字节）};structSuper_Block//超级块数据结构,文件系统的分区信息，存放在0#物理块中{unsignedlongintfs_totalsize;//整个分区的总磁盘物理块数unsignedlongintfs_freesize;//分区的所有空闲磁盘物理块数unsignedintfs_blocksize;//文件系统的物理块大小（字节）unsignedintfs_fat_start;//FAT的起始磁盘物理块号unsignedintfs_fat_size;//FAT占用的磁盘物理块数unsignedintfs_dir_start;//根目录的起始磁盘物理块号unsignedintfs_dir_size;//根目录占用的磁盘物理块数unsignedintfs_data_start;//数据区起始磁盘物理块号unsignedlongintfs_data_size;//数据区的磁盘物理块数};constcharDiskName[]=FileSys.dat;//磁盘文件名charrw_buffer[512];//读写使用的缓冲区structFCB_Blockfilefcb[130];//读写目录使用的数据结构-8-structSuper_BlockFsSupBlk;//读写超级块使用的数据结构longintfat_buffer[5000];//读写FAT使用的缓冲区，为简化在系统启动时全部装入内存,0为空闲structOpenFileTableOFT[16];//打开文件表，当前只使用OFT[0]unsignedintblock_size;//物理块大小（字节）unsignedlonginttotal_disk_size;//磁盘总容量（物理块数）unsignedinttotal_dir_size;//目录占有的物理块数unsignedinttotal_fat_size;//FAT占有的物理块数longintfind_fcb;//记录读FCB块的次数FILE*fsPtr;//模拟磁盘的文件指针/***********************磁盘块的申请***********************************/unsignedlongintGet_Block(unsignedlongintcount)//分配count个物理快,返回首块指针，其它已经连接{unsignedlonginttmp,firstblk,tmpcount;unsignedlonginti;intflag=1;if(countFsSupBlk.fs_freesize)-9-{printf(====没有足够磁盘容量，不能分配！====\n);return0;}tmpcount=0;for(i=FsSupBlk.fs_data_start;i=FsSupBlk.fs_totalsize;i++)//建立分配链{if(fat_buffer[i]==0)//文件未占有，分配{if(flag==1){firstblk=i;flag=-1;}else{fat_buffer[tmp]=i;}tmp=i;fat_buffer[i]=-1;tmpcount++;if(tmpcount==count)//分配完成{FsSupBlk.fs_freesize=FsSupBlk.fs_freesize-count;//减少可分配物理块returnfirstblk;}}}return-1;//分配不成功}/***********************磁盘块的回收***********************************/voidPut_Block(unsignedlongintaddr){unsignedlonginti,j;-10-intcount;i=addr;count=0;while(fat_buffer[i]!=-1){j=fat_buffer[i];//下一项fat_buffer[i]=0;count++;i=j;}fat_buffer[i]=0;FsSupBlk.fs_freesize=FsSupBlk.fs_freesize+count+1;//增加可分配物理块return;}/***********************读磁盘块***********************************/voidRead_Block(unsignedlongintaddr,char*buf){if(addrFsSupBlk.fs_totalsize){printf(====超出磁盘容量，不能读！====\n);return;}fseek(fsPtr,FsSupBlk.fs_blocksize*addr,SEEK_SET);fread(buf,512,1,fsPtr);return;}-11-/***********************写磁盘块***********************************/voidWrite_Block(unsignedlongintaddr,char*buf){if(addrFsSupBlk.fs_totalsize){printf(====超出磁盘容量，不能写！====\n);return;}fseek(fsPtr,FsSupBlk.fs_blocksize*addr,SEEK_SET);fwrite(buf,512,1,fsPtr);return;}/***********************格式化磁盘***********************************/voidReal_Format(){unsignedlongintbcount;longintfatval,i;char*c;//更改系统超级块信息FsSupBlk.fs_totalsize=total_disk_size;FsSupBlk.fs_blocksize=block_size;FsSupBlk.fs_dir_start=1;FsSupBlk.fs_dir_size=total_dir_size;FsSup