1、 实验三 文件管理一、实验目的和要求实验目的：使学生深入理解文件的物理结构,磁盘空间的分配和回收，以便更好地掌握文件系统的概念。 实验要求：在深入理解 UNIX 系统磁盘空闲空间管理的方式的基础上，要求用语言设计一个模拟 UNIX 系统磁盘空间管理的方法。二、实验主要内容设计一个模拟 UNIX 系统的空闲块成组链接法对磁盘空间管理。 要求程序实现： 磁盘存储空间管理的数据结构 实现磁盘存储空间的分配 实现磁盘存储空间的回收三、实验原理1 磁盘空闲块组织： 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
2、的每 N个空闲块（NM）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。例如： 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 AN 来模拟管理磁盘空间，用 Ai表示第 i 块，第 0 块A0作为专用块。磁盘空间的分配：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
3、 MA(空闲盘块号栈)存放专用块内容，即 MA:=A0。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：磁盘空间的回收：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。四、程序是设计要求：、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）。、运行你所设计的程序，假定空闲块链接的初始状态如现先分配 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。五、实验报告要求给出程序中使用的数据结构。给出源程序，源程序中要附有详细的注释。给出程序运行时的结果。总结收获体会及对该题解的改进意见和见解。
