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(shuō) 明 書(shū) 學(xué) 院、系：軟件學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：軟件工程學(xué) 生 姓 名：xxx學(xué) 號(hào)：設(shè) 計(jì) 題 目：磁盤(pán)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(pán)空間的管理，實(shí)現(xiàn)磁盤(pán)空間的分配和回收操作。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，幫助我們理解在磁盤(pán)中的分配方法，以及如何充分有效地利用磁盤(pán)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(pán)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

2、） 把個(gè)文件目錄、磁盤(pán)空間管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化情況顯示出來(lái)。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(pán)空間的分配和回收。2.總體設(shè)計(jì)磁盤(pán)空間回收的流程磁盤(pán)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(zhuān)用塊這，然后把該塊分配給申請(qǐng)者，當(dāng)一組的空閑塊分配完后則把專(zhuān)用塊內(nèi)容（下一組鏈接情況）復(fù)制到內(nèi)存，再為申請(qǐng)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(mǎn)規(guī)定塊數(shù)時(shí)，將歸還塊登記入該組，若當(dāng)前組已滿(mǎn)，

3、則另建一新組，這時(shí)歸還塊作為新一組的第一塊，應(yīng)把內(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(pán)存儲(chǔ)空間已被劃分成長(zhǎng)度為n的等長(zhǎng)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(lái)管理磁盤(pán)存儲(chǔ)空間，將磁盤(pán)中的每N個(gè)空閑塊（N<M）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(zhuān)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

4、組鏈接，假定共有8塊可供使用，每3塊為一組，則空閑塊成組鏈接的初始狀態(tài)為：開(kāi)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(lái)模擬管理磁盤(pán)空間，用Ai表示第I塊，第0塊A0作為專(zhuān)用塊。(3) 成組鏈接的分組情況記錄在磁盤(pán)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(pán)初始化后，系統(tǒng)先將專(zhuān)用塊內(nèi)容復(fù)制到主存中。定義一個(gè)數(shù)組MA存放專(zhuān)用塊內(nèi)容，即MA: =A0。申請(qǐng)一塊磁盤(pán)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(zhuān)用塊中，

5、然后把該塊分配給申請(qǐng)者。當(dāng)一組的空閑塊分配完后則把專(zhuān)用塊內(nèi)容（下一組鏈接情況）復(fù)制到主存，再為申請(qǐng)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(mǎn)規(guī)定塊數(shù)時(shí)，將歸還塊登記入該組；若當(dāng)前組已滿(mǎn)，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(pán)空間的程序，能顯示或打印分配的磁盤(pán)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

6、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(lái)，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(qǐng)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#include<stdio.h>int 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;

7、/*磁盤(pán)空間*/int mark9; /*存放已分配的塊*/int No=0; /*已分配的塊數(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

8、;j+) printf("%d ",Atempj); mark+No=Atempj; count+; temp=Atemp1; printf("ngroup%d:",count); i=Atemp0; for(j=2;j<=i+1;j+) if(Atempj>0) 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

9、<=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;j<=3;j+) MAj=Aij; display1(); void assign() /*分配空閑塊*/ int s,i; if(MA0>1) /*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); else if(MA0=1) /*只剩一個(gè)

10、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(méi)有其它空閑塊組*/ printf("n沒(méi)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

11、塊號(hào):"); scanf("%d",&j); getchar(); /*得到待回收的空閑塊號(hào)*/ for(temp=1;temp<=No;temp+) if(marktemp=j) break; if(temp<No+1) /*若該空閑塊已在，退出*/ printf("n該空閑塊已存在"); return; if(MA0<3) /*當(dāng)前組不滿(mǎn)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; displa

12、y(); /*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(wú)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(