操作系统课程设计报告_(11)

1哈尔滨理工大学课程设计（计算机操作系统）题目文件系统存储空间管理班级姓名指导教师系主任2014年03月01日3目录1文件系统存储空间管理111题目分析112实验原理113实现技术12LINUX代码分析321功能说明324流程图3哈尔滨理工大学课程设计报告3题目分析根据提出的文件分配和释放请求，动态显示磁盘空闲空间的态以及文件目录的变化，以位示图和索引分配为例每次执行请求后要求显示或打印位示图的修改位置、分配和回收磁盘的物理块地址、更新的位示图、目录12实验原理用数组表示位示图，其中的每一位对应磁盘一个物理块的状态，0表示、空闲，1表示分配；当请求分配一个磁盘块时，寻找到数组中为0的位，计算相对磁盘块号，并计算其在磁盘中的物理地址（柱面号、磁道号、物理块号），并将其状态由0变到1。当释放某一物理块时，已知其在磁盘中的物理地址，计算其相对磁盘块号，再找到位示图数组中的相应位，将其状态由1变为013实现技术为实现上述设计，采用C语言，VS2008开发环境。具体采用的技术如下1哈尔滨理工大学课程设计报告3模拟文件空间分配、释放过程，可选择连续分配、链式分配、索引分配方法；2文件空闲空间管理，可采用空白块链、空白目录、位示图方法；步骤如下1输入磁盘基本信息参数，计算位示图大小，并随机初始化位示图；（1）磁盘基本信息磁盘柱面数M,每柱面磁道数P,每磁道物理块数Q；（2）假设采用整数数组存放位示图，则数组大小为SIZECEIL（柱面数每柱面磁道数每磁道物理块数）/（SIZEOFINT8）（3）申请大小为SIZE的整数数组MAP，并对其进行随机初始化。例如假设M2,P4,Q8,共有64个磁盘块，若SIZEOFINT2,则位示图大小为4，MAP4如下1514131211109876543210MAP00011010011001010MAP11010110000110000MAP2011001110011001MAP31000100001100110位示图中每一位对应的相对磁盘块号如下图，磁盘块号由小到大对应于数组的低地址到高地址位上。即MAP0的第0位到第15位分别对应0号磁盘块到15号磁盘块的状态，MAP1的第0位到第15位对应16号磁盘块到31号磁盘块的状态，以此类推。1514131211109876543210MAP01514131211109876543210哈尔滨理工大学课程设计报告3MAP131302928272625242322212019181716MAP247464544434241403938373635343332MAP363626160595857565554535251504948如上表所示，29号磁盘的状态存在MAP1中，对应于第13位；2输出初始位示图信息；3输入文件分配或释放请求，（1）格式“文件名申请块数”或“文件名”“”表示申请文件分配，“”表示删除文件如F154根据请求完成相应操作。（1）若为分配申请X个盘块，则在位示图中找到X个为0的位，将其修改为“1”，计算相应具体物理设备的柱面号C、磁道号H和物理块号R，并将CHR地址或相对磁盘块号记录在文件目录中。输出位示图修改位置、分配的磁盘块CHR地址、修改后的目录和位示图信息。否则，空间不够，退出执行下一条请求；计算公式如下A已知位示图中的下标I,J,计算相对块号BLOCKISIZEOFINT8JB已知相对块号计算柱面、磁道、物理块号如下柱面号C相对块号/每柱面磁道数每磁道物理块数磁道号H相对块号（每柱面磁道数每磁道物理块数）/每磁道物理块数物理块号R相对块号每磁道物理块数哈尔滨理工大学课程设计报告3文件目录如下（以索引表分配为例）文件名首个物理块CHR地址块个数索引表BETA0，0，020,0,00,0,1ALPHA2,3,032,3,0TOYOTA43（4912）（SONY文件名首个物理块地址相对块个数索引表BETA020,2,3ALPHA333,6,7TOYOTA838,9,122）若为删除申请，则从目录中找到要删除的文件所在的目录项，读取索引表，依次读取文件相应的盘块CHR地址,计算该盘块的相对磁盘块号，再计算其相应信息在位示图中的位置I,J，将位示图中的相应位有“1”改为“0”，并从目录中删除该目录项。输出删除的磁盘块CHR地址、相应位示图修改位置、修改过的位示图和目录。计算过程如下哈尔滨理工大学课程设计报告3相对磁盘块号柱面号每柱面磁道数每磁道物理块数磁道号每磁道物理块数物理块号I相对磁盘块号/SIZEOFINT8J相对磁盘块号SIZEOFINT8哈尔滨理工大学课程设计报告32LINUX代码分析为了进一步了解操作系统内核，学习了LINUX操作系统的进程同步程序，主要程序源代码如下INCLUDE“STDIOH“INCLUDEINCLUDEINCLUDEINTPHYSIC100/文件地址缓冲区INTSTYLE1/文件的类型CHARCUR_DIR10“ROOT“/当前目录STRUCTCOMMANDCHARCOM10CMD13STRUCTBLOCKINTN/空闲的盘快的个数INTFREE50/存放空闲盘快的地址INTA/模拟盘快是否被占用MEMORY20449STRUCTBLOCK_SUPERINTN/空闲的盘快的个数INTFREE50/存放进入栈中的空闲块INTSTACK50/存放下一组空闲盘快的地址哈尔滨理工大学课程设计报告3SUPER_BLOCKSTRUCTNODE/I结点信息INTFILE_STYLE/I结点文件类型INTFILE_LENGTH/I结点文件长度INTFILE_ADDRESS100/I结点文件的物理地址I_NODE640STRUCTDIR/目录项信息CHARFILE_NAME10/文件名INTI_NUM/文件的结点号CHARDIR_NAME10/文件所在的目录ROOT640VOIDFORMAT/格式化INTI,J,KSUPER_BLOCKN50FORI0I0IKPHYSICI/需要提供要回收的文件的地址M49SUPER_BLOCKN/回收到栈中的哪个位置IFSUPER_BLOCKN50/注意当SUPER_BLOCKN50时M1的值/SUPER_BLOCKN50的时候栈满了，要将这个栈中的所有地址信息写进下一个地址中FORJ0J0PRINTF“D“,ATEMPJMARKNOATEMPJ哈尔滨理工大学课程设计报告3ELSEIMA0IFI1PRINTF“NTHEBLOCKSAREALLASSIGNED“ELSEPRINTF“NGROUP1“FORJ2J1/若该组不止一个空闲块/哈尔滨理工大学课程设计报告3IMA0SMAIMA0PRINTF“NNUMBEROFTHEBLOCKD“,SELSEIFMA01/只剩一个空闲块/IFMA10/还有其它空闲块组/SMA1FORI0I0IPRINTF“S/“,TMP2ICOMSCANF“S“,COM/输入命令并且查找命令的相关操作FORI0I13IIFSTRCMPCOM,CMDICOM0PIBREAKIFI13/如果没有这个语句以后输入的命令都和第一次输入的效果一样P14/随便的一个值SWITCHPCASE0FORMAT/初始化BREAKCASE1DISPLAY_CURDIR/查看当前目录下的文件列表BREAKCASE2SCANF“S“,TMP/查看文件OPEN_FILETMPBREAK哈尔滨理工大学课程设计报告3CASE3DISPLAY_SYS/查看系统信息BREAKCASE4SCANF“S“,TMP/创建目录CREATE_DIRTMPBREAKCASE5SCANF“S“,TMP/创建文件SCANF“D“,CREATE_FILETMP,LENBREAKCASE6SCANF“S“,TMP/删除文件FORI0I640I/判断文件是不是正规文件JROOTII_NUMIFSTRCMPTMP,ROOTIFILE_NAME0BREAKIFI640PRINTF“这个不是正规文件文件N“BREAKCASE7SCANF“S“,TMP/删除目录DEL_DIRTMP哈尔滨理工大学课程设计报告3BREAKCASE8SCANF“S“,TMP1/进入当前目录下的指定目录相当于进入目录CD目录名DISPLAY_DIRTMP1BREAKCASE9BACK_DIR/返回上一级目录BREAKCASE10HELPBREAKCASE11WRITE_FILEFP/将磁盘利用信息写进系统文件，退出RETURN0CASE12GUOLINKBREAKDEFAULTPRINTF“SORRY,没有这个命令N“BREAKINTMAININTIPRINTF“操作系统课程设计N“PRINTF“请输入选择N“PRINTF“INPUTYOURCHOICE1STANDFORFILECONTROLN2STANDFORGUOCONTROLN“SCANF“D“,IFI1FILECONTROLELSEIFI2哈尔滨理工大学课程设计报告3GUOLINKELSERETURN