文件系统存储空间管理模拟实验报告

课程名称计算机操作系统实验名称文件系统存储空间管理模拟姓名学号

专业班级实验日期

成绩指导老师

一、实验目的

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。

二、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0。

三、主要仪器设备

PC机（含有VC）

四、实验容与步骤

实验容：1. 模拟文件空间分配、释放过程，可选择连续分配、链式分配、索引分配法；2. 文件空闲空间管理，可采用空白块链、空白目录、位示图法；

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：

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，map[4]如下：

地址到高地址位上。即map[0]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，map[1]的第0位到第15位对应16号磁盘块到31号磁盘块的状

如上表所示，29号磁盘的状态存在map[1]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 5

4. 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

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

●

(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)

五、实验流程图

图一文件空闲区分配算法

图二文件空闲区回收算法

六、实验代码

#include "stdio.h"

#include

#include

#include

int physic[100]; //文件地址缓冲区

int style=1; //文件的类型

char cur_dir[10]="root"; //当前目录

struct command

{char [10];

}cmd[13];

struct block

{ int n; //空闲的盘快的个数

int free[50]; //存放空闲盘快的地址

int a; //模拟盘快是否被占用

}memory[20449];

struct block_super

{int n; //空闲的盘快的个数

int free[50]; //存放进入栈中的空闲块

int stack[50]; //存放下一组空闲盘快的地址

}super_block;

struct node //i结点信息

{int file_style; //i结点文件类型

int file_length; //i结点文件长度

int file_address[100]; //i结点文件的物理地址

} i_node[640];

struct dir //目录项信息

{char file_name[10]; //文件名

int i_num; //文件的结点号

char dir_name[10]; //文件所在的目录

} root[640];

void format() //格式化

{int i,j,k;

super_block.n=50;

for(i=0;i<50;i++) //超级块初始化

{ super_block.free[i]=i; //存放进入栈中的空闲块super_block.stack[i]=50+i; //存放下一组的盘块}

for(i=0;i<640;i++) //i结点信息初始化

{for(j=0;j<100;j++)

{i_node[i].file_address[j]=-1;//文件地址

}

i_node[i].file_length=-1; //文件长度

i_node[i].file_style=-1; //文件类型

}

for(i=0;i<640;i++) //根目录区信息初始化{strcpy(root[i].file_name,"");

root[i].i_num=-1;

strcpy(root[i].dir_name,"");

}

for(i=0;i<20449;i++) //存储空间初始化{memory[i].n=0; //必须有这个

memory[i].a=0;

for(j=0;j<50;j++)

{memory[i].free[j]=-1;

}