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1、哈尔滨理工大学课程设计（计算机操作系统）题目：文件系统存储空间管理班级：姓名：指导教师：系主任：2014年03月01日目录1文件系统存储空间管理11.1题目分析11.2实验原理11.3实现技术12Linux代码分析32.1功能说明32.4流程图3第1章题目分析根据提出的文件分配和释放请求，动态显示磁盘空闲空间的态以及文件目录的变化，以位示图和索引分配为例：每次执行请求后要求显示或打印位示图的修改位置、分配和回收磁盘的物理块地址、更新的位示图、目录1.2实验原理用数组表示位示图，其中的每一位对应磁盘一个物理块的状态，0表示、空闲
2、，1表示分配；当请求分配一个磁盘块时，寻找到数组中为0的位，计算相对磁盘块号，并计算其在磁盘中的物理地址（柱面号、磁道号、物理块号），并将其状态由0变到1。当释放某一物理块时，已知其在磁盘中的物理地址，计算其相对磁盘块号，再找到位示图数组中的相应位，将其状态由1变为01.3实现技术为实现上述设计，采用C++语言，VS2008开发环境。具体采用的技术如下：：1.模拟文件空间分配、释放过程，可选择连续分配、链式分配、索引分配方法；2.文件空闲空间管理，可采用空白块链、空白目录、位示图方法；步骤如下：1.输入磁盘基本信息参数，计算位
3、示图大小，并随机初始化位示图；（1）磁盘基本信息：磁盘柱面数m,每柱面磁道数p,每磁道物理块数q；（2）假设采用整数数组存放位示图，则数组大小为：Size=ceil（（柱面数每柱面磁道数每磁道物理块数）/（sizeof(int)8））（3）申请大小为size的整数数组map，并对其进行随机初始化。例如：假设m=2,p=4,q=8,共有64个磁盘块，若sizeof(int)=2,则位示图大小为4，map[4]如下：1514131211109876543210map[0]0011010011001010map[1]10101100
4、00110000map[2]011001110011001map[3]1000100001100110位示图中每一位对应的相对磁盘块号如下图，磁盘块号由小到大对应于数组的低地址到高地址位上。即map[0]的第0位到第15位分别对应0号磁盘块到15号磁盘块的状态，map[1]的第0位到第15位对应16号磁盘块到31号磁盘块的状态，以此类推。1514131211109876543210map[0]1514131211109876543210map[1]31302928272625242322212019181716map[2]47
5、464544434241403938373635343332map[3]63626160595857565554535251504948如上表所示，29号磁盘的状态存在map[1]中，对应于第13位；2.输出初始位示图信息；3.输入文件分配或释放请求，（1）格式：“+文件名申请块数”或“-文件名”“+”表示申请文件分配，“-”表示删除文件如：+F154.根据请求完成相应操作。（1）若为分配申请x个盘块，则在位示图中找到x个为0的位，将其修改为“1”，计算相应具体物理设备的柱面号C、磁道号H和物理块号R，并将CHR地址或相对磁盘
6、块号记录在文件目录中。输出位示图修改位置、分配的磁盘块CHR地址、修改后的目录和位示图信息。否则，空间不够，退出执行下一条请求；l计算公式如下：a.已知位示图中的下标i,j,计算相对块号Block=isizeof(int)8+jb.已知相对块号计算柱面、磁道、物理块号如下：柱面号C=相对块号/(每柱面磁道数每磁道物理块数)磁道号H=相对块号%（每柱面磁道数每磁道物理块数）/每磁道物理块数物理块号R=相对块号%每磁道物理块数l文件目录如下（以索引表分配为例）：文件名首个物理块CHR地址块个数索引表beta(0，0，0)2(0,0
7、,0)(0,0,1)Alpha(2,3,0)3(2,3,0)Toyota43（4912）…（Sony文件名首个物理块地址(相对)块个数索引表beta02(0,2,3)…Alpha33(3,6,7)…Toyota83(8,9,12)…(2）若为删除申请，则从目录中找到要删除的文件所在的目录项，读取索引表，依次读取文件相应的盘块CHR地址,计算该盘块的相对磁盘块号，再计算其相应信息在位示图中的位置(i,j)，将位示图中的相应位有“1”改为“0”，并从目录中删除该目录项。输出删除的磁盘块CHR地址、相应位示图修改位置、修改过的位示图
8、和目录。计算过程如下：相对磁盘块号=柱面号每柱面磁道数每磁道物理块数+磁道号每磁道物理块数+物理块号i=相对磁盘块号/(sizeof(int)8)j=相对磁盘块号%(sizeof(int)8)2.Linux代码分析为了进一步了解操作系统内核，学习了Linux操作系统的进程同步
