操作系统磁盘管理.docx

1 .需求分析
（1）设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） 设计内容：
1）采用空白文件目录结构管理磁盘空间，实现磁盘空间的分配和回收；
2）采用空白块成组链接结构实现磁盘空间的分配和回收：
3）采用位示图结构实现磁盘空间的分配和回收。
基本要求：
1）具有创建文件、空间分配、删除文件、释放空间等基本功能；
2）把文件目录、磁盘空间管理的数据结构变化情况显示出来。
（2）需求分析内容
1）空白文件目录是管理磁盘空间的一种方法,该方法将文件存储设备上的每个连续空闲 区看作一个空白文件，系统为所有空白文件单独建立一个目录，每个空白文件在这个目录中占 （物理块号），空白块的数目。
2）位示图是另一种常用的管理磁盘空间的方法，该方法通过建立一张位示图来表示为1 时表示该块己分配,当某位为0时表示该块空闲。
3）位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中的一个盘块的使用情况。当其值为“0”时, 表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示己经分配。有的系统把“0”作为盘块已分配的标记, 把“1”作为空闲标志（它们的本质上是相同的，都是用一位的两种状态标志空闲和已分配两 种情况）磁盘上的所有盘块都有•个二进制位与之对应，这样，由所行盘块所对应的位构成一 个集合，称为位示图。

温庭栋任务为：采用空白文件目录结构管理磁盘空间；
级子育任务为：采用空白块成组链接结构实现磁盘空间的分配和回收；
卫虹任务为：采用位示图结构实现磁盘空间的分配和回收；

（1）磁盘存储空间管理是文件系统的重要内容
采用空白文件目录结构管理磁盘空间，实现磁盘空间的分配和回收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
白文件目录表和己使用区域分配表。为此需建立两张表格，分别记录相关数据。
插入文件程序流图如图27；
图2-1
删除文件流程图如图2-2
图2-2
（2）采用空白块成组链接结构实现磁盘空间的分配和回收
灼于要求将磁盘存储空间的空闲块成组链接，我们可以设计几个相应的一维数组，分别 表示磁盘的各个磁盘，数组中的元素表示每个磁盘的分块，分配时，通过查空闲表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 乂制到专用块这，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（F 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MAS：制到归还块中，然后在MA这重新登记一个新组。
1）假定做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 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<M）分成一 组，最后一组可以不足N块，每组的第一块中登记了下一组空闲块的块数和块号，第一组的
块数和块号登记在专用块中，登记的格式如下:
表2-3
0
空闲块数k
1
空闲块号1
2
空闲块号2
M
11
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）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 ［。…MT］ of array ［0…nT］来模拟管理磁盘空间， 用A［口表示第I块，第。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卜一组的空闲块数和块号狂制到专用块中，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。
4）料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