用位示圖管理磁盤空間的分配與回收

1、課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告( 2016-2017年度第二學(xué)期)課程名稱: 操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 課設(shè)題目: 用位示圖管理磁盤空間的分配與回收 院 系: 控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院 班 級(jí): 信安1401 姓 名: 黃競(jìng)昶 指導(dǎo)教師: 賈靜平 設(shè)計(jì)周數(shù): 一周 成 績(jī): 2015年7月9 日一、需求分析要求打印或顯示程序運(yùn)行前和運(yùn)行后的位示圖，以及分配和回收磁盤的物理地址過(guò)程。（1）假定現(xiàn)有一個(gè)磁盤組，共40個(gè)柱面。每個(gè)柱面4個(gè)磁道，每個(gè)磁道又劃分成4個(gè)物理記錄。磁盤的空間使用情況用位示圖表示。位示圖用若干個(gè)字構(gòu)成，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)磁盤塊。1表示占用，0表示空閑。為了簡(jiǎn)單，假定字長(zhǎng)為16位，其位示圖如圖91所示。系

2、統(tǒng)設(shè)一個(gè)變量S，記錄磁盤的空閑塊個(gè)數(shù)。位0123456789101112131415字0111111010011111012. . .39圖91 位示圖（2）申請(qǐng)一個(gè)磁盤塊時(shí)，由磁盤塊分配程序查位示圖，找出一個(gè)為0的位，并計(jì)算磁盤的物理地址(即求出柱面號(hào)、磁道號(hào)(也即磁頭號(hào))和扇區(qū)號(hào))。由位示圖計(jì)算磁盤的相對(duì)塊號(hào)的公式如下：相對(duì)塊號(hào)一字號(hào)×16+位號(hào)之后再將相對(duì)塊號(hào)轉(zhuǎn)換成磁盤的物理地址：由于一個(gè)柱面包含的扇區(qū)數(shù)每柱面的磁道數(shù)×每磁道的扇區(qū)數(shù)4×416，故柱面號(hào)相對(duì)塊號(hào)16的商，即柱面號(hào)字號(hào)磁道號(hào)(相對(duì)塊號(hào)16的余數(shù))4的商，即(位號(hào)4)的商物理塊號(hào)(相對(duì)塊號(hào)16的

3、余數(shù))4的余數(shù)，即(位號(hào)4)的余數(shù)（3）當(dāng)釋放一個(gè)相對(duì)物理塊時(shí)，運(yùn)行回收程序，計(jì)算該塊在位示圖中的位置，再把相應(yīng)位置0。計(jì)算公式如下：先由磁盤地址計(jì)算相對(duì)塊號(hào)：相對(duì)塊號(hào)柱面號(hào)×16+磁道號(hào)×4+物理塊號(hào)再計(jì)算字號(hào)和位號(hào)：字號(hào)相對(duì)塊號(hào)16的商，也即字號(hào)柱面號(hào)位號(hào)磁道號(hào)×物理塊數(shù)每磁道+物理塊號(hào) （4）按照用戶要求，申請(qǐng)分配一系列磁盤塊，運(yùn)行分配程序，完成分配。然后將分配的相對(duì)塊號(hào)返回用戶，并將相對(duì)塊號(hào)轉(zhuǎn)換成磁盤絕對(duì)地址，再顯示系統(tǒng)各表和用戶已分配的情況。（5）設(shè)計(jì)一個(gè)回收算法，將上述已分配給用戶的各盤塊釋放。并顯示系統(tǒng)各表?；厥账惴驁D如圖5所示。二、整體功能及設(shè)計(jì)

4、程序整體主要有四個(gè)功能模塊，分別是：初始化、分配、單獨(dú)回收以及全部回收。當(dāng)點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕時(shí)實(shí)現(xiàn)其功能。程序設(shè)計(jì)了三個(gè)方法，分別是初始化init、分配算法dist、單獨(dú)回收rec、全部回收allrec。磁盤空間分配框圖如圖1所示, 磁盤空間回收框圖如圖2所示.開(kāi) 始由磁盤的三維轉(zhuǎn)為磁盤的相對(duì)塊號(hào)由相對(duì)塊號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)位示圖的字位號(hào)置位示圖相應(yīng)位為0空閑盤個(gè)數(shù)+1輸出位示圖等返 回釋放一個(gè)磁盤塊開(kāi)始申請(qǐng)一個(gè)磁盤塊還有空閑塊？申請(qǐng)者等待返 回查位示圖找第一個(gè)為0的字位號(hào)找到了？返回，磁盤已滿本次無(wú)法分配返 回NYYNN由字位號(hào)計(jì)算相對(duì)塊號(hào)，柱面號(hào)，磁道號(hào)，物理記錄號(hào)，并輸出這些參數(shù)位置示圖相應(yīng)位為1 圖

5、1 磁盤空間分配框圖 圖2 磁盤空間回收框圖三、編程實(shí)現(xiàn)import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;public class bitmap extends JFrame implements ActionListenerJTable table;JScrollPane sp1,sp2;JTextArea ta;JLabel l1,l2,l3,l4,l5;JTextField tf1,tf2,tf3;JButton b1,b2,b3,b4;JPanel p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7;String dat

6、a ;String colum;int sp;/存放（相對(duì)）可用塊 int used;/存放（相對(duì)）已用塊數(shù) int A,H;/S為可用塊數(shù)，T為已用塊數(shù)bitmap()super("“位示圖管理磁盤空間的分配與回收”系統(tǒng)模擬");data = new String4016;colum = new String16; sp = new int640; used = new int640; A = 0; H = 0; for(int i=0; i<16; i+) columi=""+i; table = new JTable(data,colum);

7、 sp1 = new JScrollPane(table); tf1 = new JTextField(6); tf2 = new JTextField(6); tf3 = new JTextField(6); ta = new JTextArea(10,20); sp2 = new JScrollPane(ta); p1 = new JPanel(new BorderLayout(); p2 = new JPanel(new FlowLayout(); p3 = new JPanel(new BorderLayout(); p4 = new JPanel(new FlowLayout();

8、p5 = new JPanel(new FlowLayout(); p6 = new JPanel(new BorderLayout(); p7 = new JPanel(new FlowLayout(); l1 = new JLabel("位示圖如下："); b1 = new JButton("位示圖初始化"); b1.addActionListener(this); b2 = new JButton("回收全部磁盤塊"); b2.addActionListener(this); p2.add(b1);p2.add(b2); p1.

9、add(l1,"North"); p1.add(sp1,"Center"); p1.add(p2,"South"); l2 = new JLabel("運(yùn)行狀況: "); l5 = new JLabel("空閑塊數(shù)量："); p7.add(l5);p7.add(tf3); p3.add(l2,"North"); p3.add(p7,"South"); p3.add(sp2,"Center"); l3 = new JLabel("

10、;請(qǐng)輸入需要分配的塊數(shù)："); l4 = new JLabel("請(qǐng)輸入要回收的盤塊號(hào)："); b3 = new JButton("確認(rèn)分配"); b3.addActionListener(this); b4 = new JButton("確認(rèn)回收"); b4.addActionListener(this); p4.add(l3);p4.add(tf1);p4.add(b3); p5.add(l4);p5.add(tf2);p5.add(b4); p6.add(p4,"North");p6.add(p5,

11、"Center"); this.setLayout(new BorderLayout(); this.add(p1,"West"); this.add(p3,"Center"); this.add(p6,"South"); this.pack(); this.setVisible(true); public void init()/功能：初始化 int k; for(int i=0;i<40;i+) for(int j=0;j<16;j+) k = (int)(Math.random()*2);/0與1

12、兩數(shù)中進(jìn)行隨機(jī) dataij=""+k; table.setValueAt(""+k,i,j); public void getavail()/功能：得出可用塊號(hào)與不可用塊號(hào)的集合 int a; int b=0,c=0; A = 0; H = 0; for(int i=0;i<40;i+) for(int j=0;j<16;j+) if(dataij.equals("0") a = i*16+j;/得到相對(duì)塊號(hào) spb = a;/寫入可用塊號(hào)集合 A+; b+; else a = i*16+j;/得到相對(duì)塊號(hào) usedc

13、= a; H+; c+;/寫入不可用塊號(hào)集合 public void allrec()/全部回收 ta.setText(""); String str="回收結(jié)果：n" for(int i=0;i<H;i+) int a = usedi/16; int b = usedi%16/4; int c = usedi%16%4; dataa4*b+c="0" table.setValueAt("0",a,4*b+c);/位示圖相應(yīng)位置置零 str+="柱面"+a+"磁道"+b

14、+"扇區(qū)"+c+"盤塊號(hào)："+usedi+"n" usedi=0;/位示圖相應(yīng)位置置零 for(int i=0;i<40;i+) for(int j=0;j<16;j+) table.setValueAt("0",i,j); H=0; getavail(); ta.append(str); public static void main(String args) new bitmap();public void actionPerformed(ActionEvent e) if(e.getSource(

15、)=b1) init(); getavail(); String str6=""+A; ta.append("初始化完成!n"); tf3.setText(str6);if(e.getSource()=b2) if(A=640) ta.setText(""); String str7="沒(méi)有資源可回收" ta.append(str7); else allrec(); String str8=""+A; tf3.setText(str8);if(e.getSource()=b3) int n; S

16、ystem.out.println(tf1.getText(); n=Integer.parseInt(tf1.getText(); tf1.setText(""); if(A<n) ta.setText(""); String str1="空閑塊不足n" /ta.append(str1); JOptionPane.showMessageDialog(null,"空閑塊不足","提示",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE); return; else int j,k; ta

17、.setText(""); String str="分配結(jié)果n" int x=H; for(int i=0;i<n;i+) j = spi/16; k = spi-j*16; usedx+i=spi;/可用塊相對(duì)地址轉(zhuǎn)為已用塊相對(duì)地址 datajk="1" table.setValueAt("1",j,k);/將位示圖對(duì)應(yīng)位置寫1 str+="柱面"+spi/16+" 磁道"+(spi%16)/4+" 扇區(qū)"+(spi%16)%4+"盤塊號(hào)

18、："+spi+" n" A-; H+; for(int t=0;t<A;t+) spt=spt+n;/刪除可用塊中的已用塊 ta.append(str); String str2=""+A; tf3.setText(str2); tf1.setText("");if(e.getSource()=b4) int num; num=Integer.parseInt(tf2.getText(); ta.setText(""); String str="" int j,k = 0; in

19、t a=num/16;/柱面 int b=num%16/4;/磁道 int c=num%16%4; /扇區(qū) if(dataa4*b+c.equals("0") JOptionPane.showMessageDialog(null,"不可回收空閑塊","提示",JOptionPane.PLAIN_MESSAGE); /tf2.setText(" "); return; else dataa4*b+c="0" table.setValueAt("0",a,4*b+c); str+="柱面"+a+"磁道"+b+"扇區(qū)"+c+"盤快號(hào)："+