Програми копіювання файлів

Міністерство освіти і науки України Житомирський державний технологічний університет Лабораторна робота № 1.

з курсу «Системне програмування».

на тему: «Програми копіювання файлів».

м. Житомир 2011 р.

Зміст.

• 1. Навчитися користуватись програмами copy1. exe та copy2.exe.
• 2. Розібрати роботу програм
• 2.1 Робота програми «COPY1.EXE»
• 2.2 Робота програми «COPY1.EXE»
• 3. Експерименти з «copy1.c»
• 4. Експерименти з «copy2.c»
• Контрольні запитання
• Висновок
• Список використаної літератури

1. Навчитися користуватись програмами copy1. exe та copy2. exe.

Програми «COPY1.С» та «COPY2.С» призначені для копіювання файлів. Програма «COPY1.С» використовує функції роботи з file handles, а «COPY2.С» — функції потокового вводу-виводу.

Для користування програмами:

· їх необхідно скомпілювати та отримати виконавчі файли «COPY1.EXE» та «COPY2.EXE»;

· запустити необхідну програму за допомогою командного рядка, ввівши відповідно «ім'я_прогрми» «файл_з_якого_копіювати» «файл_в_який_копіювати» ;

програма копіювання файл.

2. Розібрати роботу програм.

2.1 Робота програми «COPY1.EXE».

Підключаємо заголовочні файли для використання функцій та змінних:

#include //open (), eof (), read (), write (), close ().

#include //getch ().

#include //printf ().

#include //exit ().

#include //O_BINARY, O_RDONLY, O_WRONLY, O_CREAT, O_EXCL, O_TRUNC.

#include //.

#include //S_IREAD, S_IWRITE.

#include //.

#include //EEXIST.

Макрос, що визначає розміру масиву.

#define BUFSIZE 10 000.

Функція main () має два аргументи: цілочисельний аргумент argc який містить кількість аргументів у командному рядку та покажчик на масив покажчиків на рядки, де кожен вказує на певний аргумент командного рядка.

void main (int argc, char **argv) {.

Оголошуємо змінні:

int source, target;.

int i;.

char *buffer;.

int count;.

Перевіряємо чи правильна кількість аргументів у командному рядку. Якщо аргументів не три (програма, файл для копіювання, файл-копія), виводиться повідомлення про правильність заповнення командного рядка і виконання програми завершується.

if (argc ≠ 3){.

printf («n» .

" Usage: COPY1 [d:][\path]source_file [d:][\path]target_filen");.

getch ();.

exit (1);.

}.

Відкриваємо файл, який будемо копіювати за допомогою функції open (). Для цього передаємо в якості параметрів покажчик на імя файлу (argv[ 1 ]) та вказуємо типи доступу до файлу. O_BINARY — прапор доступу у бінарному режимі. O_RDONLY — прапор доступу до файлу «лише для читання». Функція open () у випадку успішного виконання повертає file handle і встановлює курсор на початок файлу, а у випадку помилки повертає -1 та встановлює errno в один із наступних станів: ENOENT, EMFILE, EACCES, EINVACC.

Даним if-ом перевіряємо успішність відкриття файлу, який варто копіювати.

if ((source = open (argv[ 1 ], O_BINARY | O_RDONLY)) == -1) {.

printf («nOpen source file error: %d», errno);.

getch ();.

exit (2);.

}.

Відкриваємо файл, в який будемо копіювати за допомогою тієї ж функції open ().

Прапор доступу до файлу встановлюємо в один із положень:

· O_BINARY — бінарний;

· O_WRONLY — для запису;

· O_CREAT — створюється;

· O_EXCL — перезаписується.

Прапор способу відкриття встановлюємо в один із положень:

· S_IREAD — може бути прочитаний;

· S_IWRITE — може бути записаний.

target = open (argv[ 2 ], O_BINARY | O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL,.

S_IREAD | S_IWRITE);.

Якщо при відкритті(створенні) файлу до якого буде відбуватися копіювання, errno дорівнює EEXIST (тобто файл з таким ім'ям вже існує), повідомити про існування файлу та запитати про необхідність його перезапису.

if (errno == EEXIST).

Перевірити чи вдалося створити файл .

if (target == -1) {.

printf («nOpen target file error: %d», errno);.

getch ();.

exit (2);.

}.

Цілочисельній змінній count присвоїти значення макросу BUFSIZE.

count = BUFSIZE;.

Виділити пам’ять на масив buffer розміром count, та перевірити чи пам’ять дійсно виділена.

if ((buffer = (char*)malloc (count)) == NULL) {.

printf («nNot enough memory»);.

getch ();.

exit (3);.

}.

За допомогою оператора while, який буде виконуватися доти, доки функція eof () не знайде закінчення файлу, який копіюється, будемо виконувати читання та запис з вихідного файлу у вхідний.

while (!eof (source)) {.

За допомогою функції read () зчитаємо із файлу source до масиву buffer count байтів.

if ((count = read (source, buffer, count)) == -1) {.

printf («nRead file error: %d», errno);.

getch ();.

exit (4);.

}.

За допомогою функції write () запишемо до файлу target із масиву buffer count байтів.

if ((count = write (target, buffer, count)) == -1) {.

printf («nWrite file error: %d», errno);.

getch ();.

exit (5);.

}.

}.

Закриємо відкриті файли та звільнимо пам’ять із буферу.

close (source);.

close (target);.

free (buffer);.

Проінформуємо про успішне копіювання.

printf («File copy…»);.

getch ();.

}.

2.2 Робота програми «COPY1.EXE».

Підключаємо заголовочні файли для використання функцій та змінних:

#include.

#include.

#include.

Оголошуємо прототип функції.

void filecpy (FILE *stream_from, FILE *stream_to);.

Оголошуємо два символьних масиви розміром BUFSIZ*10;

char buf1[ BUFSIZ * 10 ];.

char buf2[ BUFSIZ * 10 ];.

Функція main () має два аргументи: цілочисельний аргумент argc який містить кількість аргументів у командному рядку та покажчик на масив покажчиків на рядки, де кожен вказує на певний аргумент командного рядка.

void main (int argc, char *argv[]) {.

Оголосимо змінні:

time_t start, end;.

FILE *stream_from, *stream_to;.

Перевіряємо чи правильна кількість аргументів у командному рядку. Якщо аргументів не три (програма, файл для копіювання, файл-копія), виводиться повідомлення про правильність заповнення командного рядка і виконання програми завершується.

if (argc < 3) {.

printf («nUsage:» .

" COPY2 [d:][\path]source_file [d:][\path]target_filen");.

exit (1);.

}.

Відкриваємо файл, який варто копіювати, для читання.

if ((stream_from = fopen (argv[ 1 ], «rt»)) == NULL) {.

printf («nOpen source file error: %d», errno);.

exit (1);.

}.

Відкриваємо файл, в який варто копіювати, для запису (якщо файлу не існує, він створюється, якщо існує - перезаписується).

stream_to = fopen (argv[ 2 ], «wt+»);.

Вмикаємо тактовий лічильник, і його стартове значення присвоюємо змінній start.

start = clock ();.

Викликаємо функцію для копіювання і передаємо їй покажчик на файл який варто копіювати і на файл до якого необхідно копіювати.

filecpy (stream_from, stream_to);.

Вимикаємо тактовий лічильник, і його фінальне значення присвоюємо змінній end.

end = clock ();.

Друкуємо інформацію про затрачений час на виконання функції і про розмір буферу який довелося використати.

printf («Copying time is %5.1f. Buffer size is %d bytesn» ,.

((float)end — start) / CLK_TCK, BUFSIZ);.

Відкриваємо файл, який варто копіювати, та файл до якого варто копіювати.

if ((stream_from = fopen (argv[ 1 ], «rt»)) == NULL).

exit (1);.

stream_to = fopen (argv[ 2 ], «wt+»);.

Задаємо буфери за допомогою функції setvbuf (), які будуть використовуватися у якості буферів потоків для операцій вводу/виводу. Причому для буферизації будемо використовувати повний об'єм буфера, оскільки використовується режим _IOFBF.

setvbuf (stream_from, buf1, _IOFBF, sizeof (buf1));.

setvbuf (stream_to, buf2, _IOFBF, sizeof (buf2));.

Викликаємо функцію для копіювання, при цьому підраховуємо затрачений на її виклик час та використану пам’ять.

start = clock ();.

filecpy (stream_from, stream_to);.

end = clock ();.

printf («Copying time is %5.1f. Buffer size is %d bytesn» ,.

((float)end — start) / CLK_TCK, BUFSIZ * 10);.

Відкриваємо файл, який варто копіювати, та файл до якого варто копіювати.

if ((stream_from = fopen (argv[ 1 ], «rt»)) == NULL).

exit (1);.

stream_to = fopen (argv[ 2 ], «wt+»);.

Задаємо буфери. Але потіки не буферизується, оскільки використовується режим _IONBF.

setvbuf (stream_from, NULL, _IONBF, 0);.

setvbuf (stream_to, NULL, _IONBF, 0);.

Викликаємо функцію для копіювання, при цьому підраховуємо затрачений на її виклик час та використану пам’ять.

start = clock ();.

filecpy (stream_from, stream_to);.

end = clock ();.

printf («Copying time is %5.1f. Buffers is not usedn» ,.

((float)end — start) / CLK_TCK);.

exit (0);.

}.

Функція копіювання файлів з використанням потоку вводу/виводу.

Аргументи: FILE *stream_from — покажчик на потік звідки копіювати;

FILE *stream_to — покажчик на потік в який копіювати;

Функція нічого не повертає і не використовує глобальних змінних.

void filecpy (FILE *stream_from, FILE *stream_to) {.

Оголошуємо символьний масив на 256 знаків.

char linebuf[ 256 ];.

За допомогою оператора while та функції feof () шукаємо кінець потоку з якого копіюємо.

while (!feof (stream_from)) {.

Використовуючи функцію fgets (), до масиву linebuf заносимо значенням із вихідного потоку stream_from.

if (fgets (linebuf, 255, stream_from) == NULL) break;.

Використовуючи функцію fputs (), із масив linebuf виштовхуємо значенням до вхідного потоку stream_to.

if (fputs (linebuf, stream_to) == EOF) break;.

}.

Закриваємо файли.

fclose (stream_from);.

fclose (stream_to);.

}.

3. Експерименти з «copy1.c».

В програмі copy1. c замінити бінарний режим доступу до обох файлів на текстовий і запустити програму для копіювання досить великого бінарного файлу. Результати експерименту зафіксувати в зошиті. Пояснити причину ефекту.

При зміні з бінарного режиму доступу до обох файлів на текстовий відбувається не повне копіювання (створений файл менший), а лише до символу Ctrl-Z (ASCII 1Ah), адже вважається, що досягнуто кінець файлу (умова EOF).

В програмі copy1. c замінити бінарний режим доступу до файлу, який записується, на текстовий і запустити програму. Результати експерименту зафіксувати в зошиті. Пояснити причину ефекту..

При зміні з бінарного режиму доступу до файлу, який записується, на текстовий створюється не достовірна копія (створений файл більший), оскільки відбувається відображення кожного символу який був зчитаний у бінарному режимі. Таким чином пара, наприклад, символів CR LF не перетворюється в один символ нового рядка «n», а виводиться окремо як два символи.

4. Експерименти з «copy2.c».

В програмі copy2. c знайти оптимальний розмір буферу. Обґрунтувати вибір..

На мою думку, оптимальним розміром буферу буде розмір кратний числу 512. Це можна поясноит тим, що функція дає виграш в продуктивності при перенесенні відразу цілої групи байтів (блоку) за одне звернення до функції. Максимальний виграш досягається тоді, коли розмір блоку який переноситься з програми в файл кратний розміру сектора диску, а саме 512 байт.

В програмі copy2. c модифікувати програму так, щоб вона виводила на екран вміст файлу за допомогою функцій puts (), fputs(), printf (), fwrite (). Результати експерименту зафіксувати в зошиті. Пояснити причину ефекту..

При використанні функцій виведення на екран, відбувається виведення не екран інформації з вихідного файлу у тому вигляді, який передбачений відповідною функцією. При цьому затрачається більше часу на виконання програми.

Контрольні запитання.

1. Чим відрізняється текстовий режим доступу до файлу від бінарного?.

Як для потокових так і для префіксних функцій файлового введення-виведення можливі два різних режими доступу до файлу: текстовий та бінарний. В текстовому режимі виконується трансляція символів CR LF (0Dh 0Ah). При читанні інформації з файлу в цьому режимі пара символів CR LF перетворюється в один символ нового рядка «n» а при записі _ символ нового рядка перетворюється в пару символів CR LF. Крім того, як тільки з файлу зчитується символ Ctrl-Z (ASCII 1Ah), вважається, що досягнуто кінець файлу (умова EOF). Таким чином, в текстовому режимі не вдається прочитати інформацію, розташовану після символу Ctrl-Z. При виконанні файлового введення-виведення в бінарному режимі жодного перетворення символів не відбувається, а всі вони розглядаються як такі що не мають якогось особливого сенсу. Режим доступу до файлу задається під час відкриття файлу через бібліотечну функцію відкриття або спеціальною зовнішньою змінною _fmode.

2. Що таке дескриптор (handle) файлу?.

Відкриття файлів виконує функція АН = 3Dh MS-DOS. Пара регістрів DS: DX вказує на ASCIIZ-рядок, що містить специфікацію файлу, що відкривається як регулярний, або ім'я драйверу символьного пристрою. В регістрі AL задається режим відкриття файлу. Значення яке повертається функцією в регістр АХ є ціле число, це префікс (handle) або дескриптор файлу. При всіх наступних операціях доступу до відкритого файлу в MS-DOS для ідентифікації файлу повідомляється тільки префікс.

2. Чим відрізняється префіксний доступ до файлу від потокового?.

Бібліотечні функції Turbo C для роботи з файлами можна поділити на дві групи: потокові та префіксні. Як потокові, так і префіксні функції звертаються, в принципі, до тих самих викликам функцій MS-DOS. Однак, потокові функції виконують додаткову буферизацію інформації. Це призводить до подвійної буферизації інформації: на рівні бібліотечної функції і на рівні MS-DOS. Префіксні функції не виконують додаткову буферизацію, а відразу звертаються до префіксних функцій MS-DOS.

3. В яких випадках більше доцільний потоковий доступ? Чому?.

Префіксні функції дають виграш в продуктивності при перенесенні відразу цілої групи байтів (блоку) за одне звернення до функції. Максимальний виграш досягається тоді, коли розмір блоку який переноситься з програми в файл кратний розміру сектора диску (512 байт). Перенесення інформації між файлом і Сі-програмою по символам або по рядкам виявляється більш ефективним при використанні функцій потокового файлового введення-виведення.

Висновок.

Отже, при виконанні даної лабораторної роботи було використано дві програми копіювання файлів «COPY1.С» та «COPY2.С». Програма «COPY1.С» використовує функції роботи з file handles, а «COPY2.С» — функції потокового вводу-виводу. Було проведено повний розбір роботи обох кодів програм, їх тестування, модифікацію та оптимізацію.

Загалом у ході виконання лабораторної роботи були отримані всі необхідні знання та практичні навички для роботи з файлами.

Список використаної літератури.

1. Касаткін А.І. Управление ресурсами. — Минск: Вышейшая школа, 1992.

2. Касаткін А.І. Системное программирование. — Минск: Вышейшая школа, 1991.

3. Власенко О. В., Данильченко О. М., Северин О. О. Системне прогрмамування. Курс лекцій. Частина 1. (бібліотека ЖІТІ).