文件系统存储空间管理模拟.doc

实 验 报 告课程名称 操作系统 实验名称 文件系统存储空间管理模拟 专业班级 计1001 姓 名 郭军涛 学 号 201007010108 实验日期 2013.06.20 成绩 指导教师 王潇潇 一、 实验内容1. 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；二、实验要求及原理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状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。地址过程；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0。三、实验步骤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：Size= ceil（柱面数*每柱面磁道数*每磁道物理块数）/ （sizeof(int)*8） （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m=2, p=4, q=8, 共有64个磁盘块， 若sizeof(int)=2, 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。1514131211109876543210map01514131211109876543210map131302928272625242322212019181716map247464544434241403938373635343332map363626160595857565554535251504948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： + F1 54. 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； l 计算公式如下：a. 已知位示图中的下标i , j, 计算相对块号 Block= i*sizeof( int )*8+j b. 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l 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beta(0，0，0)2(0,0,0)(0,0,1)Alpha(2,3,0)3(2,3,0)Toyota43（4 9 12）（Sony文件名首个物理块地址(相对)块个数索引表beta02(0,2,3)Alpha33(3,6,7)Toyota83(8, 9,12)(2）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：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/ (sizeof(int)*8)j = 相对磁盘块号% (sizeof(int)*8)四、源程序代码#include #include using namespace std;struct AllocatedSpace /已分配内存空间结构体 int start_address; int length; char job; struct AllocatedSpace *next;struct FreeSpace /未分配内存空间结构体 int start_address; int length; struct FreeSpace *next;struct AllocatedSpace *allocated_header;struct FreeSpace *free_header;struct FreeSpace *freenext;void allocatememory() /分配内存函数char jobname;int joblength;int min,l=0;coutjobname;coutjoblength;struct FreeSpace *w=free_header; structFreeSpace *p=free_header; /指向第一个可以分配的空闲结点p=p-next;struct FreeSpace *s=free_header; /指向p的前一个结点 struct AllocatedSpace *t=allocated_header; while(p-lengthnext;if(p=NULL)break;if(p=NULL)coutlength-joblength; while(p!=NULL) /现在p指向当前要被切割的结点 if(p-lengthjoblength) l=p-length-joblength; if(lnext;struct AllocatedSpace *q=new AllocatedSpace; q-job=jobname;q-length=joblength;q-start_address=w-start_address;while(t-next!=NULL)t=t-next;q-next=t-next;t-next=q;while(s-next!=w)s=s-next;if(w-length=q-length)s-next=w-next;delete w;elsew-start_address=w-start_address+q-length;w-length=w-length-q-length;void reclaimmemory()char jobname;coutjobname; structFreeSpace *p=new struct FreeSpace;/指向当前被创建的空闲结点struct FreeSpace *s=free_header;/指p的前一个结点struct FreeSpace *m=free_header;/指向s的前一个结点struct AllocatedSpace *q=allocated_header;/指向被回收的结点struct AllocatedSpace *t=allocated_header;/指向被回收的结点的前一个结点while(q-job!=jobname)/找到被回收的结点q=q-next;if(q=NULL)coutlength=q-length;p-start_address=q-start_address;while(s-start_addressstart_address)s=s-next;while(m-next!=s)m=m-next;p-next=s;m-next=p;coutnext!=q)t=t-next;t-next=q-next;delete q;s=free_header;m=free_header;s=s-next;m=m-next;while(m!=NULL)m=m-next;if(m=NULL)break;if(s-start_address+s-length=m-start_address)s-length=s-length+m-length;s-next=m-next; continue;s=s-next;void showmemory()struct FreeSpace *s=free_header;/指向FreeSpace的头结点，开始往后遍历s=s-next;struct AllocatedSpace *q=allocated_header;/指向AllocatedSpace的头结点，开始往后遍历q=q-next;cout已分配区的情况如下:n;while(q!=NULL)cout作业名:job开始地址:start_address长度:lengthnext;cout空闲结点的情况如下:n;while(s!=NULL)cout开始地址:start_address长度:lengthnext;int main()int n; allocated_header=new struct AllocatedSpace; free_header=new struct FreeSpace;freenext=new struct FreeSpace;freenext-length=100000;freenext-start_address=0;freenext-next=NULL;free_header-next=free