操作系統(tǒng)(2)實(shí)驗(yàn)四

1、 SHANGHAI UNIVERSITY<操作系統(tǒng)>實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué) 院計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)學(xué)院學(xué)號(hào)10122050姓名王杰指導(dǎo)老師張建日期2014.03.07實(shí)驗(yàn)四 文件操作與管理一、實(shí)驗(yàn)環(huán)境Visual C+二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?隨著社會(huì)信息量的極大增長(zhǎng)，要求計(jì)算機(jī)處理的信息與日俱增，涉及到社會(huì)生活的各個(gè)方面。因此，文件管理是操作系統(tǒng)的一個(gè)極為重要的組成部分。學(xué)生應(yīng)獨(dú)立地用高級(jí)語(yǔ)言編寫和調(diào)試一個(gè)簡(jiǎn)單的文件系統(tǒng)，模擬文件管理的工作過(guò)程。從而對(duì)各種文件操作命令的實(shí)質(zhì)內(nèi)容和執(zhí)行過(guò)程有比較深入的了解，掌握它們的實(shí)施方法，加深理解課堂上講授過(guò)的知識(shí)。三、實(shí)驗(yàn)要求（1）實(shí)際一個(gè)n個(gè)用戶的文件系統(tǒng)，每個(gè)用戶最

2、多可保存 m個(gè)文件。 （2）限制用戶在一次運(yùn)行中只能打開 l個(gè)文件。 （3）系統(tǒng)應(yīng)能檢查打入命令的正確性，出錯(cuò)要能顯示出錯(cuò)原因。 （4）對(duì)文件必須設(shè)置保護(hù)措施，如只能執(zhí)行，允許讀、允許寫等。在每次打開文件時(shí)，根據(jù)本次打開的要求，再次設(shè)置保護(hù)級(jí)別，即可有二級(jí)保護(hù)。 （5）對(duì)文件的操作至少應(yīng)有下述幾條命令： creat 建立文件。 delete 刪除文件。 open 打開文件。 close 關(guān)閉文件。 read 讀文件。 write 寫文件。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）本實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè) 10 個(gè)用戶的文件系統(tǒng)，每個(gè)用戶最多可保存 10 個(gè)文件，一次運(yùn)行中用戶可打開 5 個(gè)文件。 （2）程序采用二級(jí)文件目錄，即

3、設(shè)置了主文件目錄（MFD）和用戶文件目錄（UFD）。前者應(yīng)包含文件主（即用戶）及他們的目錄區(qū)指針；后者應(yīng)給出每個(gè)文件主占有的文件目錄，即文件名，保護(hù)碼，文件長(zhǎng)度以及他們存放的位置等。另外為打開文件設(shè)置了運(yùn)行文件目錄（AFD），在文件打開時(shí)應(yīng)填入打開文件號(hào)，本次打開保護(hù)碼和讀寫指針等。 （3）為了便于實(shí)現(xiàn)，對(duì)文件的讀寫作了簡(jiǎn)化，在執(zhí)行讀寫命令時(shí)，只修改讀寫指針，并不進(jìn)行實(shí)際文件的讀寫操作。五、設(shè)計(jì)思路1. 因系統(tǒng)小，文件目錄的檢索使用了簡(jiǎn)單的線性搜索，而沒有采用Hash等有效算法。 2. 文件保護(hù)簡(jiǎn)單實(shí)用了三位保護(hù)碼，對(duì)應(yīng)于允許讀、允許寫和運(yùn)行執(zhí)行，如下所示： 1 1 1 允許寫 允許讀 允許執(zhí)

4、行 如對(duì)應(yīng)位為 0，則不允許。 3. 程序中使用的主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下： 主文件目錄和用戶文件目錄 打開文件目錄： 4. 程序框圖： 六、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1. 整個(gè)程序運(yùn)行過(guò)程如下：輸入用戶名>在MFD中查找>顯示UFD文件鏈表>初始化AFD運(yùn)行文件表>輸入操作命令>執(zhí)行操作命令>保存文件目錄>打印文件目錄>結(jié)束2. MFD、UFD和AFD的結(jié)構(gòu)定義如下：struct UFD string filename;int pro3;int codel;UFD *next;struct MFD string username;UFD *file;MFD *next;

5、struct AFD int filenum;char filepro3;UFD *point;AFD *next;3. void init( ) 初始化函數(shù)將文件鏈表變成循環(huán)鏈表，方便執(zhí)行插入和刪除操作。4. int checkUser( ) 檢查用戶檢查輸入的用戶名是否在用戶文件目錄中。5. void Create ( ) 創(chuàng)建一個(gè)文件選擇CREATE命令后，查看該用戶的UFD鏈表內(nèi)是否還有空閑結(jié)點(diǎn)：（1） 若有則設(shè)置該結(jié)點(diǎn)的內(nèi)容，然后打開、修改AFD；（2） 若無(wú)則報(bào)錯(cuò)并退出。6. void Open( ) 打開一個(gè)文件選擇OPEN命令后，輸入要打開的文件名，在UFD查找是否有該文件名：

6、（1） 若有則打開并修改AFD；（2） 若無(wú)則報(bào)錯(cuò)并退出。7. void Close( ) 關(guān)閉一個(gè)文件選擇CLOSE命令后，輸入需要關(guān)閉的文件名，在UFD中搜索是否有該文件名。（1） 若無(wú)則報(bào)錯(cuò)；（2） 若有，還要分兩種情況：l 通過(guò)檢查，該文件并未被打開，則報(bào)錯(cuò)l 存在該文件，且被打開，則正常調(diào)用void Close1(AFD *f)，關(guān)閉文件。8. void Delete( ) 刪除一個(gè)文件選擇DELETE命令后，輸入需要?jiǎng)h除的文件名，在UFD中搜索是否有該文件名：（1） 若無(wú)則報(bào)錯(cuò)；（2） 若有，還要分兩種情況：l 通過(guò)檢查，該文件已被打開，則需要先關(guān)閉該文件，確定需要關(guān)閉該文件后，通

7、過(guò)調(diào)用void Close1(AFD *f)，關(guān)閉文件，然后刪除該文件。l 存在該文件，且未被打開，則課正常刪除該文件，即重新初始化該文件的UDF結(jié)點(diǎn)。9. void Read( ) 讀一個(gè)文件讀文件的關(guān)鍵是保護(hù)碼的判斷。選擇了READ命令后，輸入需要讀的文件名，在UFD中搜索是否有該文件名：（1） 若有，但該文件沒被打開，則報(bào)錯(cuò)；（2） 若有，且已被打開，此處要分兩種情況：l 如果保護(hù)碼的讀位為“0”，則不能對(duì)該文件進(jìn)行讀操作。l 否則，就通過(guò)文件號(hào)來(lái)讀文件，即通過(guò)AFD中的point指針來(lái)查找該文件。10. void Write( ) 寫一個(gè)文件寫文件的關(guān)鍵也是保護(hù)碼的判斷。選擇了WRIT

8、E命令后，輸入需要讀的文件名，在UFD中搜索是否有該文件名：（1） 若有，但該文件沒被打開，則報(bào)錯(cuò)；（2） 若有，且已被打開，此處要分兩種情況：l 如果保護(hù)碼的寫位為0，則不能對(duì)該文件進(jìn)行寫操作。l 否則，就可以通過(guò)文件號(hào)來(lái)寫文件，即通過(guò)AFD中的point指針來(lái)查找。11. Bye 退出選擇了BYE命令后，程序退出并保存當(dāng)前目錄，然后將結(jié)果打印出來(lái)。程序運(yùn)行結(jié)果1. 用戶驗(yàn)證2. 創(chuàng)建文件3. 關(guān)閉、打開文件4. 刪除文件5. 讀寫文件6. 退出七、感想體會(huì)實(shí)驗(yàn)四主要是通過(guò)鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的管理的，要求設(shè)計(jì)一個(gè) 10 個(gè)用戶的文件系統(tǒng)，每個(gè)用戶最多可保存 10 個(gè)文件，一次運(yùn)行中用戶可打開

9、5 個(gè)文件。程序采用了二級(jí)文件目錄，設(shè)置了主文件目錄和用戶文件目錄，另外為打開文件設(shè)置了運(yùn)行文件目錄，在文件打開時(shí)應(yīng)填入打開文件號(hào)，本次打開保護(hù)碼和讀寫指針。在執(zhí)行各種文件操作命令的時(shí)候，需要考慮多種情況，比如讀寫文件的時(shí)候就要考慮文件的保護(hù)碼，以及該文件是否已被打開的問(wèn)題；創(chuàng)建命令時(shí)要在用戶的文件目錄中尋找空閑的文件結(jié)點(diǎn)，即沒有被使用的文件，對(duì)其進(jìn)行文件名、保護(hù)碼、文件長(zhǎng)度的設(shè)置；刪除命令就要考慮是否有這個(gè)文件，再查看此文件是否被打開，如果已經(jīng)被打開，則要先關(guān)閉該文件，在進(jìn)行刪除，刪除即對(duì)此文件結(jié)點(diǎn)進(jìn)行初始化操作等等。想清楚各項(xiàng)操作的分類情況之后，對(duì)每個(gè)函數(shù)進(jìn)行編寫就容易多了。本次試驗(yàn)?zāi)M了

10、文件的管理操作，雖然只是一個(gè)小小的程序，也讓我大致了解了計(jì)算機(jī)對(duì)于文件的管理是如何進(jìn)行的。由于是通過(guò)鏈表的操作實(shí)現(xiàn)的，也使我鞏固了C+中的鏈表操作過(guò)程。實(shí)驗(yàn)源代碼：#include<iostream>#include<cstring>#include <iomanip>using namespace std;string a10="Carol","Lily","Lucy","Bob","A","B","C","

11、D","E","F"string command7="CREATE","DELETE","OPEN","CLOSE","READ","WRITE","BYE"struct UFDstring filename;int pro3;int codel;UFD *next;struct MFDstring username;UFD *file;MFD *next;struct AFDint filenum;cha

12、r filepro3;UFD *point;AFD *next;AFD *openfile=NULL;MFD *user=NULL;MFD *thisuser; /當(dāng)前用戶void init() /初始化函數(shù)int x=0;for(int i=0;i<10;i+)MFD *p;p=new MFD; p->username=ax;UFD *fhead=NULL;for(int j=0;j<10;j+)UFD *q;q=new UFD;q->filename="*"for(int a=0;a<3;a+)q->proa=0;q->code

13、l=0; q->next=fhead;fhead=q;p->file=fhead;if(j=9) /變成循環(huán)鏈表UFD *r=fhead;while(r->next!=NULL)r=r->next;r->next=fhead;p->next=user;user=p;x+;/AFD的初始化for(int i=0;i<5;i+)AFD *f;f=new AFD;f->filenum=5-i;for(int j=0;j<3;j+)f->fileproj=0;f->point=NULL;f->next=openfile;openf

14、ile=f;if(i=4) /打開文件鏈表設(shè)為循環(huán)鏈表AFD *p=openfile;while(p->next!=NULL)p=p->next;p->next=openfile;int checkUser(string username)MFD *p;for(p=user;p!=NULL;p=p->next)if(p->username=username)break;if(p!=NULL)thisuser=p;return 1; elsereturn 0;void show()cout<<"YOUR FILE DIRECTORY"

15、<<endl;cout<<setw(20)<<setiosflags(ios:left)<<setfill(' ')<<"FILE NAME"cout<<setw(20)<<setiosflags(ios:left)<<setfill(' ')<<"PROTECTION"cout<<setw(20)<<setiosflags(ios:left)<<setfill(' 

16、9;)<<"CODE LENGTH"<<endl;MFD *p=thisuser;UFD *q=p->file;for(int i=0;i<10;i+)cout<<setw(20)<<setiosflags(ios:left)<<setfill(' ')<<q->filename;cout<<q->pro0<<q->pro1<<q->pro2;cout<<setw(20)<<setiosfla

17、gs(ios:left)<<setfill(' ')<<" "cout<<setw(20)<<setiosflags(ios:left)<<setfill(' ')<<q->codel<<endl;q=q->next;void OpenMode(UFD *p,string name)AFD *f=openfile;int i;for(i=0;i<5;i+)if(f->point!=NULL&&f->point-&g

18、t;filename=name)cout<<"THIS FILE IS ALREADY OPENED!"<<endl;return;f=f->next;for(i=0;i<5;i+)if(f->point=NULL)break;f=f->next;if(i=5)cout<<"ERROR!YOU CAN'T OPEN THIS FILE,NUMBER MUST <=5!"elsecout<<"ENTER THE OPEN MODE? "string p

19、rotect;cin>>protect;int j;for(j=0;j<3;j+)if(p->proj!=protectj-48)break;if(j!=3)cout<<"ERROR,OPEN MODE IS WRONG!"<<endl;return;elsecout<<"THIS FILE IS OPENED,ITS OPEN NUMBER IS "cout<<f->filenum<<endl;f->point=p;for(int j=0;j<3;j+

20、)f->fileproj=p->proj; return;void Create()cout<<"THE NEW FILE S NAME(LESS THAN 9 CHARS)? "string name;cin>>name;cout<<"THE NEW FILES PROTECTION CODE? "string protect;cin>>protect;UFD *p=thisuser->file;UFD *q=p;int n;for(n=0;n<10;n+)if(q->fil

21、ename="*")break;q=q->next;if(n=10)cout<<"CREAT FAILED!THERE IS NO SPACE,FILE NUMBER MUST<=10!"<<endl;return;elseq->filename=name;for(int i=0;i<3;i+)q->proi=protecti-48; cout<<"THE NEW FILE IS CREATED."<<endl;OpenMode(q,name);return

22、 ;void Open()cout<<"FILE NAME TO BE OPENED? "string name;cin>>name;UFD *p=thisuser->file;UFD *q=p;int n;for(n=0;n<10;n+)if(q->filename=name)break;q=q->next;if(n=10)cout<<"ERROR!THIS FILE IS NOT EXISTS!"<<endl;return;elseOpenMode(q,name);return

23、;void Close1(AFD *f)f->point=NULL;for(int i=0;i<3;i+)f->fileproi=0;cout<<"SUCCESS!THIS FILE IS CLOSED!"<<endl;return;void Close()cout<<"CLOSE THE FILE'S NAME: "string name;cin>>name;UFD *p=thisuser->file;UFD *q=p;int n;for(n=0;n<10;n+)if

24、(q->filename=name)break;q=q->next;if(n=10)cout<<"ERROR!CAN'T FIND THIS FILE!"<<endl;return;elseAFD *f=openfile; int i; for(i=0;i<5;i+)if(f->point=q)break;f=f->next;if(n=5)cout<<"ERROR!THIS FILE IS NOT OPENED!"<<endl;return;elseClose1(f);

25、return;void Delete()cout<<"DELETE FILENAME? "string name;cin>>name;UFD *p=thisuser->file;UFD *q=p;int n;for(n=0;n<10;n+)if(q->filename=name)break;q=q->next;if(n=10)cout<<"ERROR!CAN'T FIND THIS FILE!"<<endl;return;elseAFD *f=openfile;int i;

26、for(i=0;i<5;i+)if(f->point=q)cout<<"ERROR!THIS FILE IS OPENED! CLOSED IT?(Y/N)"<<endl;char y;cin>>y;if(y='Y')Close1(f);break;else return;f=f->next;q->filename="*"q->codel=0;for(int x=0;x<3;x+)q->prox=0;cout<<"SUCCESS!THIS

27、FILE IS BE DELETED! "<<endl;return;void Read()cout<<"OPEN FILE NUMBER? "int num;cin>>num;AFD *f=openfile;int i;for(i=0;i<5;i+)if(f->filenum=num&&f->point!=NULL)break;f=f->next;if(i=5)cout<<"ERROR!THIS FILE IS NOT OPENED!"<<en

28、dl;return;elseif(f->filepro0=1)cout<<"SUCCESS!READING!"<<endl;elsecout<<"ERROR!THIS FILE CAN'T READ WITH READING RIGHT LIMITED!"<<endl;return;void Write()cout<<"OPEN FILE NUMBER? "int num;cin>>num;AFD *f=openfile;int i;for(i=0;

29、i<5;i+)if(f->filenum=num&&f->point!=NULL)break;f=f->next;if(i=5)cout<<"ERROR!THIS FILE IS NOT OPENED!"<<endl;return;elseif(f->filepro1=1)cout<<"HOW MANY CHARACTERS TO BE WRITTEN INTO THAT FILE? "int code;cin>>code;f->point->codel=code;elsecout<<"ERROR!THIS FILE CAN'T WRITE WITH WRITING RIGHT LIMITED!"<<endl;retur