實驗五磁碟儲存空間的管理
一、實驗目的
磁碟格式化時，系統把磁碟儲存空間分成許多磁軌。每個磁軌又分成若干個扇區（又叫做磁碟塊）。之後用fdisk命令對硬碟進行分割槽，即使只有乙個分割槽，也必須用fdisk命令進行分割槽。
分割槽的目的，就是製作檔案卷，形成檔案系統。乙個檔案卷一般都被劃分成引導扇區、檔案系統管理區和檔案資料區。其中，檔案資料區用來存放系統檔案和使用者檔案。
使用者可以通過檔案系統提供的api，建立、開啟、關閉和對檔案進行讀寫。當使用者的檔案不再需要時，就應該刪除。把乙個檔案放到磁碟上時，可以組織成連續檔案、鏈結檔案或索引檔案等。
因此，磁碟空間的分配方法也有兩種，一種是連續空間的分配，一種是不連續空間的分配（又叫動態分配）。如何充分有效地利用磁碟空間，是作業系統應解決的重要課題之一。
本實驗模擬實現磁碟空間的分配與**，使學生對磁碟空間的管理有乙個較深入的理解。
二、實驗要求
書寫實驗報告，應該包括以下幾項內容：
（1）實驗題目；
（2）程式中使用的資料結構及主要符號說明；
（3）程式流程圖和帶有詳細注釋的源程式；
（4）執行程式名，並列印程式執行時的初值和執行結果；
（5）通過實驗後的收穫與體驗及對實驗的改進意見和見解
三、實驗內容
（1）假定現有乙個磁碟組，共有40個柱面。每個柱面4個磁軌，每個磁軌又劃分成4個物理記錄。磁碟的空間使用情況用位示圖表示。
位示圖用若干個字構成，每一位對應乙個磁碟道。「1」表示占用，「0」表示空閒。為了簡單，假定字長為16位，乙個字可用來模擬磁碟的乙個柱面，其位示圖如圖5—1所示。
系統設定乙個變數s記錄當前的空閒磁碟塊個數。位示圖的初始狀態由戶自己設定。
圖5-1 位示圖
（2）申請乙個磁碟塊時，由磁碟塊分配程式查位示圖，找出乙個為0的位，並計算磁碟的實體地址（即求出它的柱面號、磁軌號和扇區號）。
①由位示圖計算磁碟的相對塊號的公式如下：
相對塊號=字型大小*16+位號
②再將相對塊號轉換成磁碟的實體地址：
柱面號=(相對塊號/16)的商，也即柱面號=字型大小
磁軌號=（（相對塊號/16的餘數）/4）的商，也即（位號/4）的商
物理塊號=（（（相對塊號/16）的餘數）/4）的餘數，也即（位號/4）的餘數
（3）當釋放乙個相對物理塊時，執行**程式，計算該塊在位示圖中的位置，再把相應由「1」改為「0」。計算公式如下：
先由磁碟的三維位址柱面號、磁軌號和扇區號計算相對塊號：
相對塊號=柱面號*16+磁軌號*4+物理塊號
再計算字型大小和位號：
字型大小=相對塊號/16的商，也即字型大小=柱面號
位號=磁軌號*（物理塊數/每磁軌）+物理塊號
（4）分配演算法和**演算法流程分別如圖5—2和5—3所示。
圖5-2 磁碟空間分配的流程
圖5-3 磁碟空間**的流程
四、源程式
#include
#include
void initbitmap(int map[8][8])
}void allocate(int map[8][8])
if(flag==1) break;
}if(flag==1)
cylinder=i;
track=j/4;
sector=j%4;
printf("分配到的柱面號、磁軌號、物理記錄數");
printf("%d\t%d\t%d",cylinder,track,sector);
printf("\n");
}else printf("空間不足，分配失敗!");
}void reclaim(int map[8][8])
else
}void main()
}五、結果圖
由結果圖可以看出函式可實現磁碟空間的分配與**。
六、實驗心得
這個實驗模擬實現磁碟空間的分配與**，使我對磁碟空間的管理有乙個較深入的理解，使我學會了磁碟空間的分配與**。
作業系統實驗6 磁碟儲存空間管理
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作業系統實驗報告
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