作業系統課程設計報告 11

哈爾濱理工大學

課程設計

（計算機作業系統）

題目：　檔案系統儲存空間管理

班級：姓名：

指導教師：

系主任：

2023年03月01日

目錄1檔案系統儲存空間管理 1

1.1 題目分析 1

1.2 實驗原理 1

1.3 實現技術 1

2 linux**分析 3

2.1 功能說明 3

2.4 流程圖 3

題目分析

根據提出的檔案分配和釋放請求，動態顯示磁碟空閒空間的

態以及檔案目錄的變化，以位示圖和索引分配為例：每次執行請求後要求顯示或列印位示圖的修改位置、分配和**磁碟的物理塊位址、更新的位示圖、目錄

為實現上述設計，採用c++語言，vs2008開發環境。具體採用的技術如下：：1. 模擬檔案空間分配、釋放過程，可選擇連續分配、鏈式分配、

索引分配方法；2. 檔案空閒空間管理，可採用空白塊鏈、空白目錄、位示圖方法；

步驟如下：

1. 輸入磁碟基本資訊引數，計算位示圖大小，並隨機初始化位示圖；

（1）磁碟基本資訊：磁碟柱面數m, 每柱面磁軌數p, 每磁軌物理塊數q；

（2）假設採用整數陣列存放位示圖，則陣列大小為：

size= ceil（（柱面數*每柱面磁軌數*每磁軌物理塊數）/（sizeof(int)*8））

（3）申請大小為size的整數陣列map，並對其進行隨機初始化。

例如：假設m=2, p=4, q=8, 共有64個磁碟塊，若sizeof(int)=2, 則位示圖大小為4，map[4]如下：

位示圖中每一位對應的相對磁碟塊號如下圖，磁碟塊號由小到大對應於陣列的低位址到高位址位上。即map[0]的第0位到第15位分別對應0號磁碟塊到15號磁碟塊的狀態，map[1]的第0位到第15位對應16號磁碟塊到31號磁碟塊的狀態，以此類推。

如上表所示， 29號磁碟的狀態存在map[1]中，對應於第13位；

2. 輸出初始位示圖資訊；

3. 輸入檔案分配或釋放請求，

（1）格式：「+ 檔名申請塊數」或「 - 檔名」

表示申請檔案分配，「-」表示刪除檔案

如： + f1 5

4. 根據請求完成相應操作。

（1）若為分配申請x個盤塊，則在位示圖中找到x個為0的位，將其修改為「1」，計算相應具體物理裝置的柱面號c、磁軌號h和物理塊號r，並將chr位址或相對磁碟塊號記錄在檔案目錄中。輸出位示圖修改位置、分配的磁碟塊chr位址、修改後的目錄和位示圖資訊。否則，空間不夠，退出執行下一條請求；

● 計算公式如下：

a. 已知位示圖中的下標i , j, 計算相對塊號

block= i*sizeof( int )*8+j

b. 已知相對塊號計算柱面、磁軌、物理塊號如下：

柱面號 c= 相對塊號/(每柱面磁軌數*每磁軌物理塊數)

磁軌號 h= 相對塊號%（每柱面磁軌數*每磁軌物理塊數）/ 每磁軌物理塊數

物理塊號 r= 相對塊號%每磁軌物理塊數

● 檔案目錄如下（以索引表分配為例）：

(2）若為刪除申請，則從目錄中找到要刪除的檔案所在的目錄項，讀取索引表，依次讀

取檔案相應的盤塊chr位址, 計算該盤塊的相對磁碟塊號，再計算其相應資訊在位示圖中的位置( i,j)，將位示圖中的相應位有「1」改為「0」，並從目錄中刪除該目錄項。輸出刪除的磁碟塊chr位址、相應位示圖修改位置、修改過的位示圖和目錄。

計算過程如下：

相對磁碟塊號 = 柱面號*每柱面磁軌數*每磁軌物理塊數+

磁軌號*每磁軌物理塊數+ 物理塊號

i = 相對磁碟塊號/ (sizeof(int)*8)

j = 相對磁碟塊號% (sizeof(int)*8)

2. linux**分析

為了進一步了解作業系統核心，學習了linux作業系統的程序同步程式，主要程式源**如下：

#include "stdio.h"

#include

int physic[100]; //檔案位址緩衝區

int style=1; //檔案的型別

char cur_dir[10]="root"; //當前目錄

struct ***mand

cmd[13];

struct block

memory[20449];

struct block_super

super_block;

struct node //i結點資訊

i_node[640];

struct dir //目錄項資訊

root[640];

void format() //格式化

for(i=0;i<640;ii結點資訊初始化

i_node[i].file_length=-1; //檔案長度

i_node[i].file_style=-1; //檔案型別

} for(i=0;i<640;i根目錄區資訊初始化

for(i=0;i<20449;i儲存空間初始化

} for(i=0;i<20449;i++) //將空閒塊的資訊用成組鏈結的方法寫進每組的最後乙個塊中

儲存空間初始化

if((i+1)%50==0)

else

}memory[i].a=0; //標記為沒有使用

continue; //處理完用於儲存下一組盤塊資訊的特殊盤塊後，跳過本次迴圈

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

memory[i].n=0;

} printf("已經初始化完畢\n");

printf("進入unix檔案模擬n\n");}

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