操作系统实验之文件管理
目录
一、实验目的
二、实验内容
三、实验思路
四、主要数据结构
五、实验流程图
六、实现代码
七、运行结果
一、实验目的
通过这次实验，掌握文件系统的用户管理，掌握普通文件、目录文件管理的基本原理。
二、实验内容
1、通过初始化操作建立一个模拟外存空间的虚拟磁盘文件，在该文件中保存目录和文件内容。创建该文件时应创建初始的根目录内容、文件分配表。根目录实为一特殊文件，其开始内容为空，大小为一个块。
2、文件目录项（可以采用FCB格式）应包括类型（目录 or文件）、创建日期、大小、第一个磁盘块块号。
3、显示命令提示符“$”，并根据输入命令完成相应的文件操作：
●MD（创建子目录）：创建目录文件，并在父目录文件中增加目录项。
●RD（删除子目录）：搜索所要删除的目录是否为空目录，若是则删除。
●MK（创建空文件）：创建指定大小的文件（如输入命令 “mk test 2000”，表示创建大小为2000字节的test文件），并在父目录中添加文件名称；还应对FAT表进行适当修改。
●DEL（删除文件）：如果所要删除的文件存在，则删除，同时修改父目录内容；还应对FAT表进行适当修改
三、实验思路
通过实现Node类和文件目录类实现对文件和目录的管理，创建可变长度的数组实现的文件和目录的增删功能，同时运用数据结构链表实现文件和目录的关系。FAT表则是以数组的形式实现，每次创建或删除文件都对数组进行遍历实现对FAT表的修改。
四、主要数据结构
文件目录项：记录文件或目录的名称、大小、起始块号、类型、创建时间信息。
文件目录节点：记录某个节点的所有后继节点，实现树状目录结构。
FAT表：使用固定大小的数组来实现，数组的索引表示空闲块号，数组内容表示文件分配的空间。
五、实验流程图
六、实现代码
文件结构：
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
//文件目录类
public class file_dir {
String name;//文件名
int size; //文件大小:单位KB
int first_block; //起始块号：第一块块号，从0开始
char type; //类型，1为文件，2为目录，0为已删除目录项
String datetime; //日期时间，格式为yyyy-MM-dd HH:mm:ss
public file_dir() {
super();
// TODO Auto-generated constructor stub
Date day=new Date();
SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
String str=df.format(day);
datetime=str;
}
}
节点：
import java.util.LinkedList;
public class Node {
file_dir node;
LinkedList child;//孩子结点
public Node(file_dir node, LinkedList child) {
super();
this.node = node;
this.child = child;
}
}
//主程序：
package 实验三;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Scanner;
public class file_management {
public static int SIZE=102400;//虚拟磁盘空间大小，单位：Byte
public static int used_aera=0;//表示使用过的空间大小
public static int BLOCKSIZE=1024;//磁盘块大小
public static int END=-1;//FAT表的结束标志
public static int m = 3;//命令输入错误允许的次数
// public static int FREE=0;//FAT表的空闲标志
public static int[] FAT=new int[100];//FAT表
public static Node r;//根目录
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
init();
Scanner scan=new Scanner(System.in);
while(true) {
System.out.println("**************************************");
System.out.println("请选择你要进行的操作：");
System.out.println("1----创建目录");
System.out.println("2----删除目录");
System.out.println("3----创建文件");
System.out.println("4----删除文件");
System.out.println("5----查看文件或目录");
System.out.println("6----查看FAT表");
System.out.println("7----退出");
int i = scan.nextInt();
scan.nextLine();
switch (i) {
case 1: {
System.out.println("请输入命令：");
System.out.print("$");
String str=scan.nextLine();//以Enter为行结束符
String[] cmd=str.split(" ");
md(cmd[1]);
break;
}case 2: {
System.out.println("请输入命令：");
System.out.print("$");
String str=scan.nextLine();//以Enter为行结束符
String[] cmd=str.split(" ");
rd(cmd[1]);
break;
}
case 3: {
System.out.println("请输入命令：");
System.out.print("$");
String str=scan.nextLine();//以Enter为行结束符
String[] cmd=str.split(" ");
int s=Integer.parseInt(cmd[2]);
mk(cmd[1], s);
break;
}
case 4: {
System.out.println("请输入命令：");
System.out.print("$");
String str=scan.nextLine();//以Enter为行结束符
String[] cmd=str.split(" ");
del(cmd[1]);
break;
}
case 5: {
System.out.println("请输入命令：");
System.out.print("$");
String str=scan.nextLine();//以Enter为行结束符
String[] cmd=str.split(" ");
ls(cmd[1]);
break;
}
case 6: {
fat();
break;
}case 7: {
System.out.println("退出成功！");
return;
}
default:
if(m>=0) {
System.out.println("系统不存在此命令！");
System.out.println("请重新输入");
m--;
}else {
break;
}
}
}
}
//创建子目录:md 目录名称
public static void md(String path) {
String[] result=path.split("\\\\");
Node f=find_father(result);
file_dir n=new file_dir();
n.name=result[result.length-1];
n.type=2;
n.size=1;
f.child.add(new Node(n, new LinkedList()));
System.out.println("创建完成！");
}
//删除子目录:仅能删除空目录，不空返回删除失败 rd 目录名称
public static void rd(String path) {
String[] result=path.split("\\\\");
Node f=find_father(result);
Node p = null;
for (int i = 0; i < f.child.size(); i++) {
if (f.child.get(i).node.name.equals(result[result.length-1])) {
p=f.child.get(i);
}
}
if (p.child.size()==0) {
f.child.remove(p);
System.out.println("删除成功！");
}
else {
System.out.println("该目录不为空，删除失败！");
}
}
//寻找父目录
public static Node find_father(String path[]) {
Node p=r;
for(int i=1;i());
//FAT表初始化：使每一块均处于空闲状态
for (int i = 0; i < FAT.length; i++) {
FAT[i]=0;
}
}
} 七、运行结果
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
1
请输入命令：
$md root\dir1
创建完成！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
1
请输入命令：
$md root\dir2
创建完成！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
1
请输入命令：
$md root\dir3
创建完成！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
3
请输入命令：
$mk root\dir1\file1 30
创建完成！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
3
请输入命令：
$mk root\dir2\file2 40
创建完成！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
3
请输入命令：
$mk root\dir3\file3 40
空间不足！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
3
请输入命令：
$mk root\dir3\file3 20
创建完成！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
5
请输入命令：
$ls root
dir1 dir2 dir3
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
5
请输入命令：
$ls root\dir1
file1
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
6
0:1
1:2 2:3 3:4 4:5 5:6 6:7 7:8 8:9 9:10 10:11
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91:0 92:0 93:0 94:0 95:0 96:0 97:0 98:0 99:0
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
2
请输入命令：
$rd root\dir3
该目录不为空，删除失败！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
4
请输入命令：
$del root\dir3\file3
删除成功！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
2
请输入命令：
$rd root\dir3
删除成功！
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
5
请输入命令：
$ls root
dir1 dir2
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
6
0:1
1:2 2:3 3:4 4:5 5:6 6:7 7:8 8:9 9:10 10:11
11:12 12:13 13:14 14:15 15:16 16:17 17:18 18:19 19:20 20:21
21:22 22:23 23:24 24:25 25:26 26:27 27:28 28:29 29:-1 30:31
31:32 32:33 33:34 34:35 35:36 36:37 37:38 38:39 39:40 40:41
41:42 42:43 43:44 44:45 45:46 46:47 47:48 48:49 49:50 50:51
51:52 52:53 53:54 54:55 55:56 56:57 57:58 58:59 59:60 60:61
61:62 62:63 63:64 64:65 65:66 66:67 67:68 68:69 69:-1 70:0
71:0 72:0 73:0 74:0 75:0 76:0 77:0 78:0 79:0 80:0
81:0 82:0 83:0 84:0 85:0 86:0 87:0 88:0 89:0 90:0
91:0 92:0 93:0 94:0 95:0 96:0 97:0 98:0 99:0
**************************************
请选择你要进行的操作：
1----创建目录
2----删除目录
3----创建文件
4----删除文件
5----查看文件或目录
6----查看FAT表
7----退出
7
退出成功！