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[原创]基于Windows的二级文件系统开发
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2006-7-18 11:03
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基于Windows的二级文件系统开发
使用前请务必仔细阅读下面的说明文档
一、 实验目标
设计二级文件系统，同时实现基本的功能，例如用户登陆、列举文件目录、创建/删除文件、创建/删除子目录等。
二、 系统的相关说明及使用注意事项
（1） 本系统是模仿FAT16文件系统开发的，以16位表示一个簇，并在此基础上做了相应的修改。在这个开发文档中并不会介绍FAT16系统（除非必要），只会详细描述此系统的特点及不同之处。如果要了解本系统的内部组织结构，请先查看关于FAT16文件系统的相关资料。
（2） 本系统主要包括两部分：文件系统低层本身逻辑存储结构的设计，文件系统基于Windows平台存储管理外壳的设计。需注意的是，目标不是软件本身而是静态的磁盘空间（以一定的规则储存数据），Windows界面的管理外壳只是提供一个可视化的平台，从而方便用户管理。
（3） 磁盘中一个扇区有512字节，每个簇由1/4/8/16个扇区组成，在本系统中忽略扇区这个概念，定义一个簇为4K（4096字节）。
（4） 文件系统的空间为256MB ( = 2^16 * 4096 B )
（5） 安装本系统的时候会产生一个大小为256 MB的文件，名为“FileSystem”，作为本系统的磁盘空间，所以在安装之前请先检查分区的磁盘的剩余空间是否大于256MB。所有对于本系统的测试都是在“FileSystem”中进行，不会设计此外的任何文件。
（6） 在Windows系统中有分区的概念，在本系统中所有的文件都建立在名为“system”的系统目录下。
（7） 与FAT16一样，每个文件（目录）都有一个文件目录项作为其标识。
（8） 每个文件目录项的长度为32字节。
（9） 每个文件目录下的子文件（包括子目录）的所有目录项所占有的空间不超过一个簇。即不超过MAX_DIR_ITEM_IN_PAGE = 4KB / 32B = 128 个。
（10） 每个文件的大小理论上不受限制，只局限于文件系统的空间大小。
（11） 本系统的用户中没有用户组的区分，即所有的用户都是同等，没有高低、主次之分。所有的文件（目录）都只属于某个用户，其他任何用户都无权打开或进入。
（12） 文件、子目录的名称最长8个字节
（13） 用户名、密码的长度不超过12个字节
（14） 本系统文件的后缀名不超过3个字节，且固定为“txt”
（15） 用户信息项（USER_INFO）的长度为32字节
（16） 软件中的“删除目录”功能会删除目标目录下的所有文件，包括所有的子目录和子文件。
(17) 支持多层文件目录及文件,双击某个目录则可以进入该目录,双击文件则可以打开该文件,双击".."则可以退出当前目录
三、 系统的设计
（1） 界面设计
（2） 系统的磁盘存储结构
磁盘空间 SYSTEM_SPACE_NAME = 256 MB ==> 总共65536醋
每簇大小 CLUSTER_SIZE = 4 KB
==> 256 MB / 4 KB * 2B = 128 KB ==> FAT 的空间为 128 KB（即32簇）
第0簇中存放根目录项及用户表。
第1 ~ 32 簇中存放FAT。
第33 ~ 65534 簇用于存储文件及目录项。
第65535簇，空闲不使用，作为尾簇标记。
（3） 文件系统的逻辑结构
<1> 定义文件目录项结构
typedef struct {
BYTE szFileName[8] ; // 文件名
BYTE szFileExt[3] ; // 扩展名
BYTE bAttribute ; // 0:只读，1：可写， 2：目录
unsigned short nStartClu ; // 起始簇
UINT nFileSize ; // 文件大小（字节）
BYTE szUserName[12] ; // 所属用户
BYTE bReserve[2] ; // 保留
} _DIRECTORY_ITEM ;
typedef _DIRECTORY_ITEM DIRECTORY_ITEM ;
typedef _DIRECTORY_ITEM* PDIRECTORY_ITEM ;
<2> 定义用户信息结构
typedef struct {
BYTE szUserName[12] ; // 用户名
BYTE szUserPwd[12] ; // 密码
BYTE bReserve[8] ; // 保留
} _USER_INFO ;
typedef _USER_INFO USER_INFO ;
typedef _USER_INFO* PUSER_INFO ;
（4） 功能模块划分
<1> . 安装文件系统
<2> . 卸载文件系统
<3> . 初始化文件系统
<4> . 取得用户信息（可用于枚举用户信息）
<5> . 检测用户是否存在
<6> . 检测登陆信息是否合法
<7> . 添加用户
<8> . 删除指定的用户
<9> . 检测当前登陆用户的权限
<10>. 枚举指定目录
<11>. 检测在指定目录下的文件是否存在
<12>. 创建新文件
<13>. 删除指定文件
<14>. 读取指定文件的内容
<15>. 创建子目录
<16>. 删除子目录
<17>. 低级格式化
<18>. 高级格式化
（5）面向对象设计
<1>. Info.h 定义本系统的全局信息和存储结构
<2>. CSystem 实现本系统所有功能的核心模块
<3>. CFATManger FAT管理模块
<4>. CDirManger 文件目录项管理模块
<5>. CAddDirDlg 添加目录模块
<6>. CAddUserDlg 添加用户模块
<7>. CFileDlg 添加文件和显示文件模块
<8>. CLogDlg 用户登陆模块
<9>. CShowUserDlg 显示用户列表
<10>. CFileSystemDlg 软件界面实现
四、总结
本次开发流程：1天总体设计，3天详细设计（包含局部测试），1天的总体测试与文档）。总体还算顺利，由于时间比较紧，前期准备不够充足，使得在开发的时候遇到一些困难。对于面向对象的设计，又多了份感觉。看着二千多行的代码在手指下渐渐诞生，感觉不错！！
使用前请务必仔细阅读下面的说明文档
一、 实验目标
设计二级文件系统，同时实现基本的功能，例如用户登陆、列举文件目录、创建/删除文件、创建/删除子目录等。
二、 系统的相关说明及使用注意事项
（1） 本系统是模仿FAT16文件系统开发的，以16位表示一个簇，并在此基础上做了相应的修改。在这个开发文档中并不会介绍FAT16系统（除非必要），只会详细描述此系统的特点及不同之处。如果要了解本系统的内部组织结构，请先查看关于FAT16文件系统的相关资料。
（2） 本系统主要包括两部分：文件系统低层本身逻辑存储结构的设计，文件系统基于Windows平台存储管理外壳的设计。需注意的是，目标不是软件本身而是静态的磁盘空间（以一定的规则储存数据），Windows界面的管理外壳只是提供一个可视化的平台，从而方便用户管理。
（3） 磁盘中一个扇区有512字节，每个簇由1/4/8/16个扇区组成，在本系统中忽略扇区这个概念，定义一个簇为4K（4096字节）。
（4） 文件系统的空间为256MB ( = 2^16 * 4096 B )
（5） 安装本系统的时候会产生一个大小为256 MB的文件，名为“FileSystem”，作为本系统的磁盘空间，所以在安装之前请先检查分区的磁盘的剩余空间是否大于256MB。所有对于本系统的测试都是在“FileSystem”中进行，不会设计此外的任何文件。
（6） 在Windows系统中有分区的概念，在本系统中所有的文件都建立在名为“system”的系统目录下。
（7） 与FAT16一样，每个文件（目录）都有一个文件目录项作为其标识。
（8） 每个文件目录项的长度为32字节。
（9） 每个文件目录下的子文件（包括子目录）的所有目录项所占有的空间不超过一个簇。即不超过MAX_DIR_ITEM_IN_PAGE = 4KB / 32B = 128 个。
（10） 每个文件的大小理论上不受限制，只局限于文件系统的空间大小。
（11） 本系统的用户中没有用户组的区分，即所有的用户都是同等，没有高低、主次之分。所有的文件（目录）都只属于某个用户，其他任何用户都无权打开或进入。
（12） 文件、子目录的名称最长8个字节
（13） 用户名、密码的长度不超过12个字节
（14） 本系统文件的后缀名不超过3个字节，且固定为“txt”
（15） 用户信息项（USER_INFO）的长度为32字节
（16） 软件中的“删除目录”功能会删除目标目录下的所有文件，包括所有的子目录和子文件。
(17) 支持多层文件目录及文件,双击某个目录则可以进入该目录,双击文件则可以打开该文件,双击".."则可以退出当前目录
三、 系统的设计
（1） 界面设计
（2） 系统的磁盘存储结构
磁盘空间 SYSTEM_SPACE_NAME = 256 MB ==> 总共65536醋
每簇大小 CLUSTER_SIZE = 4 KB
==> 256 MB / 4 KB * 2B = 128 KB ==> FAT 的空间为 128 KB（即32簇）
第0簇中存放根目录项及用户表。
第1 ~ 32 簇中存放FAT。
第33 ~ 65534 簇用于存储文件及目录项。
第65535簇，空闲不使用，作为尾簇标记。
（3） 文件系统的逻辑结构
<1> 定义文件目录项结构
typedef struct {
BYTE szFileName[8] ; // 文件名
BYTE szFileExt[3] ; // 扩展名
BYTE bAttribute ; // 0:只读，1：可写， 2：目录
unsigned short nStartClu ; // 起始簇
UINT nFileSize ; // 文件大小（字节）
BYTE szUserName[12] ; // 所属用户
BYTE bReserve[2] ; // 保留
} _DIRECTORY_ITEM ;
typedef _DIRECTORY_ITEM DIRECTORY_ITEM ;
typedef _DIRECTORY_ITEM* PDIRECTORY_ITEM ;
<2> 定义用户信息结构
typedef struct {
BYTE szUserName[12] ; // 用户名
BYTE szUserPwd[12] ; // 密码
BYTE bReserve[8] ; // 保留
} _USER_INFO ;
typedef _USER_INFO USER_INFO ;
typedef _USER_INFO* PUSER_INFO ;
（4） 功能模块划分
<1> . 安装文件系统
<2> . 卸载文件系统
<3> . 初始化文件系统
<4> . 取得用户信息（可用于枚举用户信息）
<5> . 检测用户是否存在
<6> . 检测登陆信息是否合法
<7> . 添加用户
<8> . 删除指定的用户
<9> . 检测当前登陆用户的权限
<10>. 枚举指定目录
<11>. 检测在指定目录下的文件是否存在
<12>. 创建新文件
<13>. 删除指定文件
<14>. 读取指定文件的内容
<15>. 创建子目录
<16>. 删除子目录
<17>. 低级格式化
<18>. 高级格式化
（5）面向对象设计
<1>. Info.h 定义本系统的全局信息和存储结构
<2>. CSystem 实现本系统所有功能的核心模块
<3>. CFATManger FAT管理模块
<4>. CDirManger 文件目录项管理模块
<5>. CAddDirDlg 添加目录模块
<6>. CAddUserDlg 添加用户模块
<7>. CFileDlg 添加文件和显示文件模块
<8>. CLogDlg 用户登陆模块
<9>. CShowUserDlg 显示用户列表
<10>. CFileSystemDlg 软件界面实现
四、总结
本次开发流程：1天总体设计，3天详细设计（包含局部测试），1天的总体测试与文档）。总体还算顺利，由于时间比较紧，前期准备不够充足，使得在开发的时候遇到一些困难。对于面向对象的设计，又多了份感觉。看着二千多行的代码在手指下渐渐诞生，感觉不错！！
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最初由 北极星2003 发布 http://channel9.msdn.com/Showpost.aspx?postid=106356 |
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