模拟UNIX系统成组链接法实现磁盘存储空间的管理组织.docx
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模拟UNIX系统成组链接法实现磁盘存储空间的管理组织
要求:
模拟UNIX系统的空闲块成组链接法,实现磁盘存储空间的管理。
[提示]:
(1)假定磁盘存储空间已被划分成长度为n的等长块,共有M块可供使用。
UNIX系统中采用空闲块成组链接的方法来管理磁盘存储空间,将磁盘中的每N个空闲块(N 0 空闲块数k 1 空闲块号1 2 空闲块号2 M M M M K 空闲块号k M M M M 当第一项内容为“0”时,则第二项起指出的空闲块是最后一组。 (2)现模拟UNIX系统的空闲块成组链接,假定共有8块可供使用,每3块为一组,则空闲块成组链接的初始状态为: 开始时,空闲块号是顺序排列的,但经若干次的分配和归还操作后,空闲块的链接就未必按序排列了。 用二维数组A: array[0…M-1]ofarray[0…n-1]来模拟管理磁盘空间,用A[i]表示第I块,第0块A[0]作为专用块。 (3)成组链接的分组情况记录在磁盘物理块中,为了查找链接情况,必须把它们读入主存,故当磁盘初始化后,系统先将专用块内容复制到主存中。 定义一个数组MA存放专用块内容,即MA: =A[0]。 申请一块磁盘空间时,查MA,从中找出空闲块号,当一组的空闲块只剩第一块时,则应把该块中指出的下一组的空闲块数和块号复制到专用块中,然后把该块分配给申请者。 当一组的空闲块分配完后则把专用块内容(下一组链接情况)复制到主存,再为申请者分配。 分配算法如下图。 采用成组链接的分配算法 (4)归还一块时给出归还的块号,若当前组不满规定块数时,将归还块登记入该组;若当前组已满,则另建一新组,这时归还块作为新一组的第一块,应把主存中登记的一组链接情况MA复制到归还块中,然后在MA重新登记一个新组。 归还一块的算法如下图。 采用成组链接的回收算法 (5)设计分配和归还磁盘空间的程序,能显示或打印分配的磁盘空间的块号,在完成一次分配或归还后能显示或打印各空闲块组的情况(各组的空闲块数和块号)。 本实习省去了块号与物理地址之间的转换工作,而在实际的系统中必须进行块号与物理地址的转换工作。 (6)运行你所设计的程序,假定空闲块链接的初始状态如提示 (2),现先分配4块,再依次归还第2块和第6块。 把执行后分配到的块号依次显示或打印出来,且显示或打印空闲块组的情况。 实验报告 设计者 日期 测试者 日期 功能 描述 模拟UNIX系统的空闲块成组链接法,实现磁盘存储空间的管理。 算法描述或流程图 1.基本思想: 首先定义磁盘分配数组并初始化,9个一维数组分别表示9个空闲块,程序运行时,先将专用块A〔0〕复制到内存中,然后进行功能选择,分配时,查MA,从中找出空闲块号,当一组的空闲块只剩第一块时,应把该块中指出的下一组的空闲块数和块号复制到专用块这,然后把该块分配给申请者,当一组的空闲块分配完后则把专用块内容(下一组链接情况)复制到内存,再为申请者分配。 回收时,输入待回收的块号,查找该块是否已被分配,若未分配,退出,否则,当前组不满规定块数时,将归还块登记入该组,若当前组已满,则另建一新组,这时归还块作为新一组的第一块,应把内存中登记的一组链接情况MA复制到归还块中,然后在MA这重新登记一个新组。 显示分组情况。 2.程序流程: 建立磁盘分配并初始化 调用功能选择函数进行分配或回收操作。 3.数据结构及各子程序 (1)intMA[4]; /*空闲块数组*/ (2)intA[9][4]={{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}}; /*磁盘空间*/ (3)intmark[9]; /*存放已分配的块*/ intNo=0; /*已分配的块数*/ (4)voiddisplay(): 显示分组情况 形参: 无 返回参数: 无; (5)voidassign(): 分配空闲块 形参: 无 返回参数: 无; (6)voidcallback(): 回收空闲块 形参: 无 返回参数: 无; (7)voidmenu(): 功能选择函数 形参: 无 返回参数: 无; 附: 源程序 #include intMA[4]; /*空闲块数组*/ intA[9][4]={{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}}; /*磁盘空间*/ intmark[9]; /*存放已分配的块*/ intNo=0; /*已分配的块数*/ voiddisplay1() { inti,j,temp,count; No=0; if(MA[1]! =0) { i=MA[0]; printf("\ngroup1: "); for(j=1;j<=i;j++) { printf("%d ",MA[j]); mark[++No]=MA[j]; } temp=MA[1]; count=2; while(A[temp][1]! =0) { printf("\ngroup%d: ",count); i=A[temp][0]; for(j=1;j<=i;j++) { printf("%d ",A[temp][j]); mark[++No]=A[temp][j]; } count++; temp=A[temp][1]; } printf("\ngroup%d: ",count); i=A[temp][0]; for(j=2;j<=i+1;j++) if(A[temp][j]>0) { printf("%d ",A[temp][j]); mark[++No]=A[temp][j]; } } else { i=MA[0]; if(i==1) printf("\nTheblocksareallassigned"); else { printf("\ngroup1: "); for(j=2;j<=i;j++) { printf("%d ",MA[j]); mark[++No]=MA[j]; } } } } voiddisplay() /*显示分组情况*/ { inti,j; if(MA[0]! =0) display1(); else { i=MA[1]; for(j=0;j<=3;j++) MA[j]=A[i][j]; display1(); } } voidassign() /*分配空闲块*/ { ints,i; if(MA[0]>1) /*若该组不止一个空闲块*/ { i=MA[0]; s=MA[i]; MA[0]--; printf("\nnumberoftheblock: %d",s); } elseif(MA[0]==1) /*只剩一个空闲块*/ { if(MA[1]! =0) /*还有其它空闲块组*/ { s=MA[1]; for(i=0;i<=3;i++) A[0][i]=A[s][i]; MA[0]--; printf("\nnumberoftheblock: %d",s); } else /*没有其它空闲块组*/ { printf("\nThereisn'tanyspace"); return; } } else /*当前组已分配完*/ { for(i=0;i<=3;i++) MA[i]=A[0][i]; assign(); } display(); /*显示分组情况*/ } voidcallback() /*回收空闲块*/ { inti,j,temp; printf("\ninputtheNo.oftheblockyouwanttocallback: "); scanf("%d",&j); getchar(); /*得到待回收的空闲块号*/ for(temp=1;temp<=No;temp++) { if(mark[temp]==j) break; } if(temp { printf("\nTheblockisinthedisk"); return; } if(MA[0]<3) /*当前组不满3块*/ { i=MA[0]; MA[i+1]=j; MA[0]++; } else /*已有3块*/ { for(i=0;i<=3;i++) A[j][i]=MA[i]; MA[0]=1; MA[1]=j; } display(); /*显示*/ } voidmenu() /*功能选择函数*/ { intchoice; charjudge; printf("\ninputyourchoice: (1--assign,2--callback): "); scanf("%d",&choice); getchar(); if(choice==1) assign(); elseif(choice==2) callback(); else printf("\ninvalidcommand! "); printf("\ncontinueornot? (y--Yes,n--Not): "); scanf("%c",&judge); getchar(); if(judge=='y') menu(); else { printf("\nNowthegraphis: "); display(); printf("\npressanykeytoquit"); getch(); } } main() { inti; for(i=0;i<=3;i++) MA[i]=A[0][i]; display(); menu(); }
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