模拟文件资料存储空间管理系统.docx
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模拟文件资料存储空间管理系统
实验三模拟文件存储空间管理
1．内容：
模拟文件存储空间的管理，采用空白文件目录法和空白块链法实施空间分配。
2．思想：
文件存储空间管理是文件系统的重要内容。
常用的管理思想有空白文件目录法、空白块链法和位示图法。
本实验采用前两种方法进行空间分配。
（1）空白文件目录法进行空间分配时，需要建立相关的数据结构，记录目前空白区域和已使用区域，假设开始时全部区域空闲。
当有文件需要存储时，先检查空白文件目录，找到适合区域立即分配，并修改空白文件目录表和已使用区域分配表。
为此需建立两张表格，分别记录相关数据。
空白文件目录表（初始）
序号
首空白块号
空白快个数
物理块号
备注
1
0
100
0,1,2,……,98,99
空白文件目录（中间）
序号
首空白块号
空白块个数
物理块号
标志
1
2
4
2,3,4,5
未分配
2
9
3
9,10,11
未分配
3
25
5
25,26,27,28,29
未分配
4
39
2
39,40
未分配
5
……
……
……
未分配
文件标识
首块号
文件块个数
状态
备注
beta
0
2
占用
Alpha
6
3
占用
Toyota
12
13
占用
Sony
30
9
占用
Ford
50
4
占用
……
……
……
……
已使用区域表（中间）
上述两张表的数据在系统运行中是发生变化的。
文件空闲区分配和释放算法如下图所示：
图一文件空闲区分配算法
图二文件空闲区回收算法
（2）空白块链法进行空间分配时，需要建立链表数据结构，将空闲块按顺序加以组织，分配和回收时在链首完成，同时建立文件目录，记录文件占用空间情况。
文件标识
首块号
备注
beta
0
Alpha
6
Toyota
12
Sony
30
Ford
50
……
……
3．要求：
（1）自拟模拟数据演示运行结果（假定系统可用空闲块数为100）。
为便于检查，建立和删除文件顺序如下：
分配文件：
F1,3
分配文件：
F2,5
分配文件：
F3,3
分配文件：
F4,8
分配文件：
F5,4
分配文件：
F6,2
删除文件：
F1
删除文件：
F2
分配文件：
F7,6
删除文件：
F3
分配文件：
F8,4
删除文件：
F5
分配文件：
F9,4
……
每完成一个文件的分配和删除后，显示空白文件目录当前内容。
（2）空白文件目录法必须完成，空白块链法选做。
4．书写实验报告：
①实验题目；
②程序中所用的数据结构及说明；
③源程序并附上必要的说明；
④按照文件的创建和删除顺序，打印输出结果。
一、实验步骤
#include
#include
usingnamespacestd;
structAllocatedSpace//已分配内存空间结构体
{
intstart_address;
intlength;
charjob;
structAllocatedSpace*next;
};
structFreeSpace//未分配内存空间结构体
{
intstart_address;
intlength;
structFreeSpace*next;
};
structAllocatedSpace*allocated_header;
structFreeSpace*free_header;
structFreeSpace*freenext;
voidallocatememory（）//分配内存函数
{
charjobname;
intjoblength;
intmin,l=0;
cout<<"请输入作业名（一个字母）:
\n";
cin>>jobname;
cout<<"请输入作业长度（整数）:
\n";
cin>>joblength;
structFreeSpace*w=free_header;
structFreeSpace*p=free_header;//指向第一个可以分配的空闲结点
p=p->next;
structFreeSpace*s=free_header;//指向p的前一个结点
structAllocatedSpace*t=allocated_header;
while（p->length{
p=p->next;
if（p==NULL）
break;
}
if（p==NULL）
cout<<"无法分配!
\n";
else
{
w=p;
min=p->length-joblength;
while（p!
=NULL）//现在p指向当前要被切割的结点
{
if（p->length>joblength）
l=p->length-joblength;
if（l{
w=p;
min=l;
}
p=p->next;
}
structAllocatedSpace*q=newAllocatedSpace;
q->job=jobname;
q->length=joblength;
q->start_address=w->start_address;
while（t->next!
=NULL）
t=t->next;
q->next=t->next;
t->next=q;
while（s->next!
=w）
s=s->next;
if（w->length==q->length）
{
s->next=w->next;
deletew;
}
else
{
w->start_address=w->start_address+q->length;
w->length=w->length-q->length;
}
}
}
voidreclaimmemory（）
{
charjobname;
cout<<"请输入要回收的作业名:
\n";
cin>>jobname;
structFreeSpace*p=newstructFreeSpace;//指向当前被创建的空闲结点
structFreeSpace*s=free_header;//指p的前一个结点
structFreeSpace*m=free_header;//指向s的前一个结点
structAllocatedSpace*q=allocated_header;//指向被回收的结点
structAllocatedSpace*t=allocated_header;//指向被回收的结点的前一个结点
while（q->job!
=jobname）//找到被回收的结点
q=q->next;
if（q==NULL）
cout<<"回收错误,要回收的结点不存在!
\n";
else
{
p->length=q->length;
p->start_address=q->start_address;
while（s->start_addressstart_address）
s=s->next;
while（m->next!
=s）
m=m->next;
p->next=s;
m->next=p;
cout<<"回收成功!
\n";
}
while（t->next!
=q）
t=t->next;
t->next=q->next;
deleteq;
s=free_header;
m=free_header;
s=s->next;
m=m->next;
while（m!
=NULL）
{
m=m->next;
if（m==NULL）
break;
if（s->start_address+s->length==m->start_address）
{
s->length=s->length+m->length;
s->next=m->next;
continue;
}
s=s->next;
}
}
voidshowmemory（）
{
structFreeSpace*s=free_header;//指向FreeSpace的头结点，开始往后遍历
s=s->next;
structAllocatedSpace*q=allocated_header;//指向AllocatedSpace的头结点，开始往后遍历
q=q->next;
cout<<"已分配区的情况如下:
\n";
while（q!
=NULL）
{
cout<<"作业名:
"<job<<"开始地址:
"<start_address<<"长度:
"<length<q=q->next;
}
cout<<"空闲结点的情况如下:
\n";
while（s!
=NULL）
{
cout<<"开始地址:
"<start_address<<"长度:
"<length<s=s->next;
}
}
intmain（）
{
intn;
allocated_header=newstructAllocatedSpace;
free_header=newstructFreeSpace;
freenext=newstructFreeSpace;
freenext->length=100000;
freenext->start_address=0;
freenext->next=NULL;
free_header->next=freenext;
allocated_header->next=NULL;
while
（1）
{
cout<<"请输入您要进行的操作：
0退出1分配内存2回收内存3显示内存状态\n";
cin>>n;
switch（n）
{
case0:
exit（0）;
case1:
allocatememory（）;break;
case2:
reclaimmemory（）;break;
case3:
showmemory（）;break;
}
}
}
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