文件管理实验报告.doc

昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 2011 2012 学年 第 二 学期 ） 课程名称：操作系统 开课实验室：信自楼444 2012 年5 月28日年级、专业、班计科101学号201010803116姓名李力成绩实验项目名称文件管理指导教师杨云飞教师评语 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.请加上程序功能结构图、流程图、数据结构定义、主要变量的说明、函数的说明等流程图： 开始输入用户名在MFD中找到该用户名显示该用户名UFD中所有文件初始化AFD操作 命令CREATE DELTET OPEN CLOSE READ WRITE保护当前文件目录结束主要数据结构界面采用VC6 MFC环境开发define MAXFILE 20 /每个用户最多保存20个文件#define MAXUSER 10 /假想文件系统最多支持的人数#define BLOCKSIZE 32 /虚拟磁盘中物理块为每块32字节define DISKSIZE BLOCKSIZE1000 /虚拟磁盘容量为100032=32K struct UFD /说明文件项的结构数组char FileName15;char Time16； /文件建立或修改时间 如2003/5/6 12：00bool IsExist； /文件是否存在，删除时标为0bool IsShared; /共享标记,共享文件可被其它用户所访问bool AttrRead； /文件是否可读bool AttrWrite； /文件是否可写bool AttrExecute； /文件是否可执行HTREEITEM treeNode； /用于树控件显示的结点句柄USHORT FileLen; /文件占用字节数USHORT BlockNum; /文件占用的物理块数USHORT FileLink100;/文件物理块地址数组,每块32字节，限定一个文件最大100*32=3200字节;struct MFDchar UserName10; /主目录用户名bool IsExist; /该用户否存在UFD ufdMAXFILE； /用户文件数组 USHORT nItem;/UFD个数；struct HEADBLOCKBYTE pStack； /堆栈指针SHORT pBlock10; /块号 pBlock10是下一个盘块号逻辑地址;struct BLOCK /虚拟磁盘的物理块数据结构 union BYTE block32;/一块为32字节 HEADBLOCK HeadInfo;；;struct FATBLOCK SuperBlock; /超级块，指示第一个空闲块逻辑号USHORT MaxOpen； /该用户同时可打开的最大文件数USHORT UserNum; /最户数MFD MfdMAXUSER； /最多可支持10个用户；/空闲块成组链接法bool OpenListMAXUSERMAXFILE；/描述文件是否打开的布尔型数组FAT FileFAT； /描述文件记录项的FAT结构CFile FATIO; /负责和VDISK。DAT打交道的文件句柄CString CurrentUser; /当前登录的用户名Int CurrentID； /前前登录的用户标识号说明:本实验采用模拟文件结构的方法,把记录用户帐号，用户文件和磁盘块的信息用当前目录下的VDISK.DAT来记录,可以把VDISK。DAT看成是一个虚拟的磁盘，其头部是FAT结构，用来记录各个用户和文件信息，紧接着是空闲块成组链接法的数据结构,每块32字节,每组10块,共1000块，也就是说，用户文件数据的总容量是321000字节,如果程序当前目录下找不到用于做实验用的VDISK。DAT，在登录时程序会提示是否“格式化虚拟磁盘”也就是新建一个VDISK。DAT文件，接着，程序会显示“用户管理”的窗口，此时应新建几个帐号用于登录做实验.登录后，程序会显示该用户的所有文件，右方的文件列表会显示每个文件的属性信息，和WINDOWS的“资源管理器”相似.用鼠标双击列表的每个文件就可以查看文件的内容。单击“新建文件”按钮可以创建一个新的用户文件.选中某个文件后，就可以进行相应的操作，如“修改文件”、“删除文件”或是“打开文件，删除某个文件时检查该文件的属性,如果是只读的，就是显示警告窗口让用户确认是否一定要删除。硬盘工具可以用图形方式显示“磁盘”块的详细情况，空白块说明该块没有使用,暗红色的说明块已分配，窗口还统计占用的空间大小、用户数等信息。程序中用到的结构图如下图所示:MFD 用户1用户2用户3用户nchar UserName10bool IsExistUSHORT nItemUFD ufdMAXFILE文件管理表UFDchar FileName10char Time16bool IsExistbool IsSharedbool AttrReadbool AttrExecuteUSHORT FileLenUSHORT BlockNumUSHORT FileLink100这些信息保存在虚拟磁盘文件VDISK.DAT中的前sizeof（FAT）字节物理块1物理块2。.物理块n虚拟磁盘交换文件32字节32字节32字节32字节32字节32字节32字节32字节32字节32字节 空闲块成组链接法每组10块，每块占32字节栈0 栈1栈顶栈9其它堆栈指针块号块号块号块号其它sizeof(块号）10+sizeof(堆栈指针）=22字节32字节SuperBlock组头组头尾部空块三、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void CDlgUser:OnAddUser（） UpdateData（true);if （FileFAT。UserNum=10）AfxMessageBox(用户数量已达到最大10个，你可以删除一些无用的帐号!”）；return; for(int i=0；i10；i+)if（FileFAT.Mfdi。IsExist=false) wsprintf(FileFAT.Mfdi。UserName，m_UserName); FileFAT.Mfdi。IsExist=true; FileFAT.Mfdi。nItem=0；break;FileFAT。UserNum+; WriteFAT（）;ReadFAT();ShowUser（)；/显示现有的用户列表m_UserName.Empty(）；UpdateData(false)；bool ReadBlock(int id， BLOCK buffer） /读指定块号内容(32字节）到buffer所指向的单元if(！FATIO） return false;/如果虚拟磁盘文件句柄为空，出错返回if（！FATIO。Seek（sizeof（FAT)+(id1)*BLOCKSIZE，CFile：begin)） return false;/移动文件指针到指定块号if(FATIO。Read(buffer,BLOCKSIZE)！=BLOCKSIZE） return false；/读该块的内容到buffer指定的单元return true;bool WriteBlock（int id, BLOCK buffer） /把buffer所指向的单元的内容(32字节）写到指定的物理块中 if（!FATIO) return false； if(!FATIO。Seek(sizeof(FAT）+(id1)*BLOCKSIZE，CFile:begin）) return false; FATIO。Write(buffer,BLOCKSIZE）; return true；USHORT AllocBlock() /分配一物理块,成功返回逻辑块号，失败返回0; if（！FileFAT。SuperBlock。HeadInfo.pBlockFileFAT.SuperBlock.HeadInfo.pStack) return 0； /没有空间可分配，失败返回 if(FileFAT。SuperBlock。HeadInfo.pStack9)/如果一组的空闲块没有分配完 WriteFAT(）；/将返回超级块所指的空闲块，再将堆栈指针加一return FileFAT。SuperBlock.HeadInfo。pBlockFileFAT.SuperBlock.HeadInfo。pStack+;else/如果分配的空闲块是组头 WriteFAT（)；USHORT returnBlock=FileFAT。SuperBlock.HeadInfo。pBlock9；/将要分配的组头复制到超级块，再返回组头作为空闲块 if(！ReadBlock（returnBlock，FileFAT。SuperBlock)） return 0；return returnBlock； WriteFAT（）； return 0;bool FreeBlock(USHORT BlockID) /回收一物理块，成功返回TRUE，失败返回FALSE if（FileFAT。SuperBlock.HeadInfo.pStack0)/如果该组的空闲没有回收满 /堆栈指针退一，把回收的块号记入超级块FileFAT。SuperBlock。HeadInfo。pBlock-FileFAT。SuperBlock。HeadInfo.pStack=BlockID； BLOCK newBlock;/把回收的块内容清空 if (！WriteBlock(BlockID,&newBlock） return false；else/如果该组已回收满,需要加入一新组的话 if （!WriteBlock(BlockID，&FileFAT.SuperBlock）) return false；/将超级块的栈内容复制到要回收的块中 FileFAT.SuperBlock。HeadInfo。pStack=9;/将超级块的栈指针指向回收的块 FileFAT。SuperBlock。HeadInfo.pBlock9=BlockID;WriteFAT（）；return true;bool ReadFAT（)/从虚拟磁盘中读取FAT结构信息到FileFAT中ZeroMemory(&FileFAT，sizeof(FileFAT）; FATIO.SeekToBegin()； if (！FATIO.Read（FileFAT，sizeof(FileFAT）)） return false；return true；bool Format()/格式化虚拟磁盘，创建VDISK.DAT，所有用户和文件信息将被清空！ CString FATFile； int i; char fname128；GetCurrentDirectory(128,fname)； /FAT表信息保存在当前目录的VDISK。DAT中FATFile.Format（”%s,fname); if （FATFile。Right(1）！=）FATFile+=”VDISK.DAT”； else FATFile+=VDISK.DAT; CFile fout； if( ！fout。Open（FATFile,CFile:modeCreateCFile：:modeWrite，NULL）return false; ZeroMemory(&FileFAT,sizeof(FileFAT)； FileFAT。SuperBlock。HeadInfo。pStack=0； for(i=0；i10;i+) FileFAT。SuperBlock.HeadInfo。pBlocki=i+1； fout。WriteHuge（FileFAT,sizeof（FileFAT）； BYTE Buffer; Buffer=(BYTE*)malloc（DISKSIZE）;/申请成组链接法所需的磁盘块空间 ZeroMemory(Buffer，DISKSIZE）； BLOCK newBlock；for (i=10;i=990；i+=10) ZeroMemory(&newBlock,sizeof（newBlock）； newBlock。HeadInfo.pStack=0； for (int k=0;k10;k+)newBlock。HeadInfo.pBlockk=i9+k; memcpy（Buffer+32*（i-1），&newBlock，32); fout。WriteHuge(Buffer，DISKSIZE)； /将格式化的块信息写入VDISK.DAT free(Buffer）； fout。Close（）; AfxMessageBox(创建虚拟磁盘文件成功!请选择用户管理添加新用户。”)； return true;/StartIO(）用于完成与虚拟磁盘的IO的初始化工作void StartIO(） /打开VDISK.DAT文件，把该文件句柄保存在全局变量中,如果该文件不存在，创建并初始化该文件。 CString FATFile; char fname128；GetCurrentDirectory(128，fname）； /FAT表信息保存在当前目录的VDISK。DAT中 FATFile。Format（”s”,fname）； if (FATFile.Right（1）！=”） FATFile+=VDISK.DAT”； else FATFile+=”VDISK。DAT”; bFormated=true； if （!FileExist(FATFile)） AfxMessageBox(”当前目录下找不到VDISK.DAT,该文件是用来模拟磁盘及文件管理表。n单击确定创建新的虚拟磁盘文件！）; bFormated=false； if (!Format()） AfxMessageBox（”创建文件系统出错！”)； return; if（！FATIO.Open(FATFile,CFile:：modeReadWrite|CFile：shareDenyWrite，NULL)） AfxMessageBox(”调入FAT表失败，文件系统可能出错！”）; bFormated=false; return； bool CreateNewFile(CString FileName， CString FileContent, bool AttrRead, bool AttrWrite， bool AttrExecute, bool AttrShare)/创建一个新文件 if （FileNameExist（FileName）) return false； /如果要建立的文件与现有文件重名，失败返回int i，FilePos,FileLen，BlockNum，BlockID;bool flag=false;FileContent。TrimLeft（)；FileContent。TrimRight(）；FileLen=FileContent.GetLength（)；char Content32;/把文件内容分割成每个物理块大小后送content字符数组，以备写入磁盘块中for（i=0;iMAXFILE;i+）if（!FileFAT。MfdCurrentID。ufdi.IsExist）/扫描所有文件项，如果标记不存在就准备写入新建文件信息 flag=true；FilePos=i; break； if(！flag） return false；BlockNum=(int）FileLen/BLOCKSIZE+1；/计算文件占用的块数 for(i=0;iBlockNum；i+）BlockID=AllocBlock（);/得到分配的块的逻辑号 if(BlockID) FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos.FileLinki=BlockID；/逐个将块号记入文件项中wsprintf（Content,FileContent。Mid（i32,32）；/写入一个块的内容到缓冲区if(!WriteBlock（BlockID,（BLOCK)Content） return false；/从缓冲区写到虚拟磁盘 elsereturn false;/以下是填写文件的属性，时间等信息wsprintf（FileFAT。MfdCurrentID.ufdFilePos。FileName,FileName.Left（15）); FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos.IsExist=true;FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos.BlockNum=BlockNum;FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。AttrExecute=AttrExecute； FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos.AttrRead=AttrRead;FileFAT。MfdCurrentID.ufdFilePos.AttrWrite=AttrWrite;FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。IsShared=AttrShare; FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos.FileLen=FileContent。GetLength()；wsprintf（FileFAT。MfdCurrentID。ufdFilePos.Time,GetCurrentTime（)；FileFAT.MfdCurrentID。nItem+；WriteFAT()；ShowUserFiles（)；/刷新用户文件列表,以便将新建的文件显示出来return true;CString ReadFile（CString FileName）/给定当前用户的文件名,将文件内容以Cstring字符串返回 int i，FilePos;bool flag=false;char Buffer32;CString strReturn；for(i=0;iMAXFILE;i+)if(FileFAT。MfdCurrentID。ufdi。FileName=FileName&FileFAT.MfdCurrentID.ufdi。IsExist=true)flag=true;FilePos=i；break;if（！flag) return ”；for（i=0;iFileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos.BlockNum；i+)ZeroMemory（Buffer，32)；if(！ReadBlock（FileFAT。MfdCurrentID。ufdFilePos。FileLinki，（BLOCK）Buffer）) return ;strReturn+=Buffer；return strReturn;bool KillFile（CString FileName)/根据文件名删除用户当前文件 int i,FilePos；bool flag=false；for（i=0;iMAXFILE;i+）if（FileFAT.MfdCurrentID。ufdi。FileName=FileName&FileFAT。MfdCurrentID.ufdi.IsExist=true）flag=true;FilePos=i;break;if（!flag) return false；for（i=0；iFileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。BlockNum;i+）if(！FreeBlock(FileFAT。MfdCurrentID。ufdFilePos.FileLinki） return false；FileFAT.MfdCurrentID。nItem； ZeroMemory（FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos,sizeof（UFD); WriteFAT（）; return true；bool ModifyFile(CString FileName， CString FileContent， bool AttrRead， bool AttrWrite, bool AttrExecute, bool AttrShare) /修改文件,包括文件名、属性和内容 int i,FilePos，BlockNum，BlockID； bool flag=false；FileContent。TrimLeft(）;FileContent.TrimRight（）;char Content32；for(i=0；iMAXFILE;i+）if（FileFAT.MfdCurrentID。ufdi.FileName=SelectedFileName)flag=true； FilePos=i；break; if（!flag） return false;for（i=0；iFileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。BlockNum;i+)if(！FreeBlock(FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos.FileLinki）) return false; ZeroMemory（&FileFAT。MfdCurrentID。ufdFilePos。BlockNum，200);BlockNum=（int）FileContent。GetLength（)/BLOCKSIZE+1; for(i=0;iBlockNum；i+)BlockID=AllocBlock（）; if（BlockID）FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos。FileLinki=BlockID； wsprintf（Content,FileContent.Mid(i*32,32)）；if（！WriteBlock（BlockID,（BLOCK*)Content) return false;elsereturn false；wsprintf(FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。FileName，FileName.Left（15）； FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos.IsExist=true;FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。BlockNum=BlockNum；FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos。AttrExecute=AttrExecute; FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos。AttrRead=AttrRead；FileFAT。MfdCurrentID.ufdFilePos.AttrWrite=AttrWrite;FileFAT.MfdCurrentID。ufdFilePos.IsShared=AttrShare; FileFAT。MfdCurrentID.ufdFilePos。FileLen=FileContent。GetLength()；wsprintf(FileFAT.MfdCurrentID.ufdFilePos。Time,GetCurrentTime（）;WriteFAT(）;ShowUserFiles();return true;void CDlgDisk：:CalcBlock（）/ “磁盘工具”中的计算并显示磁盘块使用情况功能 BYTE DiskImage32000;/磁盘数据区所有物理块映像数组 FATIO.Seek（sizeof(FileFAT）,CFile:：begin);/跳过FAT结构,定位文件指针至数据区物理块头 FATIO。Read(&DiskImage，32000)；/读物理块映像register sum=0;/保存使用的总块数for（int i=0;iFileFAT。SuperBlock。HeadInfo。pStack;i+) m_ctrlChecker.SetBlock(FileFAT。SuperBlock.HeadInfo.pBlocki1， RGB（200， 0， 0）； sum+; BLOCK testBlock; memcpy（&testBlock,&DiskImageFileFAT.SuperBlock。HeadInfo.pBlock9*32，BLOCKSIZE)； while(testBlock.HeadInfo.pBlock90） for(i=0;i10；i+） m_ctrlChecker。SetBlock（testBlock。HeadInfo.pBlocki-1， RGB(200,0，0）； sum+; memcpy（testBlock,&DiskImagetestBlock。HeadInfo.pBlock9*32，BLOCKSIZE); AddPiece(RGB（200，0，0）,(int）sum360/100,”Used）； m_Used.Format（”已用空间：%d 字节,sum32)；m_UserNum。Format(用户数:%d,FileFAT。UserNum)； UpdateData(false）；五、实验过程原始记录(数据、图表、计算等)六、实验结果、分析和结论（误差分析与数据处理、成果总结等。其中，绘制曲线图时必须用计算纸） 由于期末考试临近，复习压力巨大，最后一次实验不能有足够的时间上机操作。但是通过对网上的这个代码反复研究后，也看懂了很多，对一个多级目录结构的文件系统，看懂了别人是如何描述文件控制块,采用合理的外存分配方式，实现了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。通过此次实验，我对文件系统、文件目录、目录结构有了更深一步的理解，对整个操作系统的学习有了很大的帮助。