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:

   返回参数:

无;

(5)voidassign():

分配空闲块

   形参:

   返回参数:

无;

(6)voidcallback():

回收空闲块

   形参:

   返回参数:

无;

(7)voidmenu():

功能选择函数

   形参:

   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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