操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說 明 書學(xué) 院、系：軟件學(xué)院專 業(yè)：軟件工程學(xué) 生 姓 名：xxx學(xué) 號(hào)：設(shè) 計(jì) 題 目：磁盤存儲(chǔ)空間管理的算法模擬 起 迄 日 期:指 導(dǎo) 教 師:xxx 1.需求分析本設(shè)計(jì)題目主要熟悉磁盤空間的管理，實(shí)現(xiàn)磁盤空間的分配和回收操作。通過本次設(shè)計(jì)，幫助我們理解在磁盤中的分配方法，以及如何充分有效地利用磁盤空間，使我們初步具有研究、設(shè)計(jì)、編制和調(diào)試操作系統(tǒng)模塊的能力。在這次實(shí)驗(yàn)中我所負(fù)責(zé)的設(shè)計(jì)內(nèi)容是：采用空白塊成組鏈接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)磁盤空間的分配和回收，基本要求有兩點(diǎn)分別是：（1） 具有創(chuàng)建文件、空間分配、刪除文件、釋放空間等基本功能；（2） 把個(gè)文件目錄、磁盤空間管理的數(shù)據(jù)

2、結(jié)構(gòu)變化情況顯示出來。最后，在linux系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了采用空白塊成組鏈接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)磁盤空間的分配和回收。2.總體設(shè)計(jì)磁盤空間回收的流程磁盤空間分配的流程整個(gè)程序分為兩個(gè)模塊，分別是分配和回收。（1）分配時(shí)，查MA，從中找出空閑塊號(hào)，當(dāng)一組的空閑塊只剩第一塊時(shí)，應(yīng)把該塊中指出的下一組的空閑塊數(shù)和塊號(hào)復(fù)制到專用塊這，然后把該塊分配給申請者，當(dāng)一組的空閑塊分配完后則把專用塊內(nèi)容（下一組鏈接情況）復(fù)制到內(nèi)存，再為申請者分配。 （2）回收時(shí)，輸入待回收的塊號(hào)，查找該塊是否已被分配，若未分配，退出，否則，當(dāng)前組不滿規(guī)定塊數(shù)時(shí)，將歸還塊登記入該組，若當(dāng)前組已滿，則另建一新組，這時(shí)歸還塊作為新一組的第一塊，應(yīng)把

3、內(nèi)存中登記的一組鏈接情況MA復(fù)制到歸還塊中，然后在MA這重新登記一個(gè)新組。顯示分組情況。3詳細(xì)設(shè)計(jì)(1) 假定磁盤存儲(chǔ)空間已被劃分成長度為n的等長塊，共有M塊可供使用。UNIX系統(tǒng)中采用空閑塊成組鏈接的方法 來管理磁盤存儲(chǔ)空間，將磁盤中的每N個(gè)空閑塊（NM）分成一組，最后一組可以不足N塊，每組的第一塊中登記了下一組空閑塊的塊數(shù)和塊號(hào)，第一組的塊數(shù)和塊號(hào)登記在專用塊中，登記的格式如下：0空閑塊數(shù)k1空閑塊號(hào)12空閑塊號(hào)2MMMMK空閑塊號(hào)kMMMM當(dāng)?shù)谝豁?xiàng)內(nèi)容為“0”時(shí)，則第二項(xiàng)起指出的空閑塊是最后一組。(2) 現(xiàn)模擬UNIX系統(tǒng)的空閑塊成組鏈接，假定共有8塊可供使用，每3塊為一組，則空閑塊成組

4、鏈接的初始狀態(tài)為：開始時(shí)，空閑塊號(hào)是順序排列的，但經(jīng)若干次的分配和歸還操作后，空閑塊的鏈接就未必按序排列了。用二維數(shù)組A：array 0M-1 of array 0n-1來模擬管理磁盤空間，用Ai表示第I塊，第0塊A0作為專用塊。(3) 成組鏈接的分組情況記錄在磁盤物理塊中，為了查找鏈接情況，必須把它們讀入主存，故當(dāng)磁盤初始化后，系統(tǒng)先將專用塊內(nèi)容復(fù)制到主存中。定義一個(gè)數(shù)組MA存放專用塊內(nèi)容，即MA: =A0。申請一塊磁盤空間時(shí)，查MA，從中找出空閑塊號(hào)，當(dāng)一組的空閑塊只剩第一塊時(shí)，則應(yīng)把該塊中指出的下一組的空閑塊數(shù)和塊號(hào)復(fù)制到專用塊中，然后把該塊分配給申請者。當(dāng)一組的空閑塊分配完后則把專用塊

5、內(nèi)容（下一組鏈接情況）復(fù)制到主存，再為申請者分配。分配算法如圖6-1。圖6-1 采用成組鏈接的分配算法(4) 歸還一塊時(shí)給出歸還的塊號(hào)，叵當(dāng)前組不滿規(guī)定塊數(shù)時(shí)，將歸還塊登記入該組；若當(dāng)前組已滿，則另建一新組，這時(shí)歸還塊作為新一組的第一塊，應(yīng)把主存中登記的一組鏈接情況MA復(fù)制到歸還塊中，然后在MA重新登記一個(gè)新組。歸還一塊的算法如圖6-2。圖6-2 采用成組鏈接的回收算法(5) 設(shè)計(jì)分配和歸還磁盤空間的程序，能顯示或打印分配的磁盤空間的塊號(hào)，在完成一次分配或歸還后能顯示或打印各空閑塊組的情況（各組的空閑塊數(shù)和塊號(hào)）。本實(shí)習(xí)省去了塊號(hào)與物理地址之間的轉(zhuǎn)換工作，而在實(shí)際的系統(tǒng)中必須進(jìn)行塊號(hào)與物理地址

6、的轉(zhuǎn)換工作。(6) 運(yùn)行你所設(shè)計(jì)的程序，假定空閑塊鏈接的初始狀態(tài)如提示（2），現(xiàn)先分配4塊，再依次歸還第2塊和第6塊。把執(zhí)行后分配到的塊號(hào)依次顯示或打印出來，且顯示或打印空閑塊組的情況。在上次執(zhí)行的基礎(chǔ)上繼續(xù)分配3塊，然后歸還第1塊，再申請5塊，顯示或打印依次分配到的塊號(hào)及空閑塊組情況。4. 代碼#includeint MA4; /*空閑塊數(shù)組*/int A94=3,1,2,3,3,4,5,6,0,0,0,0,0,0,0,0,3,0,7,8, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0; /*磁盤空間*/int mark9; /*存放已分配的塊*/int No=0; /*已

7、分配的塊數(shù)*/void display1() int i,j,temp,count; No=0; if(MA1!=0) i=MA0; printf(ngroup1:); for(j=1;j=i;j+) printf(%d ,MAj); mark+No=MAj; temp=MA1; count=2; while(Atemp1!=0) printf(ngroup%d:,count); i=Atemp0; for(j=1;j=i;j+) printf(%d ,Atempj); mark+No=Atempj; count+; temp=Atemp1; printf(ngroup%d:,count);

8、i=Atemp0; for(j=2;j0) printf(%d ,Atempj); mark+No=Atempj; else i=MA0; if(i=1) printf(n所有的塊分配); else printf(ngroup1:); for(j=2;j=i;j+) printf(%d ,MAj); mark+No=MAj; void display() /*顯示分組情況*/ int i,j; if(MA0!=0) display1(); else i=MA1; for(j=0;j1) /*若該組不止一個(gè)空閑塊*/ i=MA0; s=MAi; MA0-; printf(n空閑塊的塊數(shù):%d,s

9、); else if(MA0=1) /*只剩一個(gè)空閑塊*/ if(MA1!=0) /*還有其它空閑塊組*/ s=MA1; for(i=0;i=3;i+) A0i=Asi; MA0-; printf(n空閑塊的塊數(shù):%d,s); else /*沒有其它空閑塊組*/ printf(n沒有任何空間); return; else /*當(dāng)前組已分配完*/ for(i=0;i=3;i+) MAi=A0i; assign(); display(); /*顯示分組情況*/ void callback() /*回收空閑塊*/ int i,j,temp; printf(n輸入你想回收的塊號(hào):); scanf(%d

10、,&j); getchar(); /*得到待回收的空閑塊號(hào)*/ for(temp=1;temp=No;temp+) if(marktemp=j) break; if(tempNo+1) /*若該空閑塊已在，退出*/ printf(n該空閑塊已存在); return; if(MA03) /*當(dāng)前組不滿3塊*/ i=MA0; MAi+1=j; MA0+; else /*已有3塊*/ for(i=0;i=3;i+) Aji=MAi; MA0=1; MA1=j; display(); /*顯示*/ void menu() /*功能選擇函數(shù)*/ int choice; char judge; printf(n輸入您的選擇：（1 -分配，2 -回收）：); scanf(%d,&choice); getchar(); if(choice=1) assign(); else if(choice=2) callback(); else printf(n無效命令！); printf(n繼續(xù)還是結(jié)束？（Y -繼續(xù)，N-返回）); scanf(%c,&judge); getchar(); if(judge=y) menu(); else printf(n現(xiàn)在，該圖是：); display(); printf(n按任意鍵退出