用位示图管理磁盘空间分配与回收设计方案书报告.docx
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用位示图管理磁盘空间分配与回收设计方案书报告
课程设计报告
（2009--2010年度第二学期）
课程名称:
操作系统实验
课设题目:
用位示图管理磁盘空间的分配与回收
院系:
控制与计算机工程学院
班级:
姓名:
指导教师:
李为
设计周数:
一周
成绩:
2010年7月9日
一、需求分析
要求打印或显示程序运行前和运行后的位示图，以及分配和回收磁盘的物理地址过程。
（1）假定现有一个磁盘组，共40个柱面。
每个柱面4个磁道，每个磁道又划分成4个物理记录。
磁盘的空间使用情况用位示图表示。
位示图用若干个字构成，每一位对应一个磁盘块。
1表示占用，0表示空闲。
为了简单，假定字长为16位，其位示图如图9—1所示。
系统设一个变量S，记录磁盘的空闲块个数。
位
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
字0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
2
....
39
图9—1位示图
（2）申请一个磁盘块时，由磁盘块分配程序查位示图，找出一个为0的位，并计算磁盘的物理地址（即求出柱面号、磁道号（也即磁头号）和扇区号）。
由位示图计算磁盘的相对块号的公式如下：
相对块号一字号×16+位号
之后再将相对块号转换成磁盘的物理地址：
由于一个柱面包含的扇区数＝每柱面的磁道数×每磁道的扇区数＝4×4＝16，故柱面号＝相对块号／16的商，即柱面号＝字号
磁道号＝（相对块号／16的余数）／4的商，即（位号／4）的商
物理块号＝（相对块号／16的余数）／4的余数，即（位号／4）的余数
（3）当释放一个相对物理块时，运行回收程序，计算该块在位示图中的位置，再把相应位置0。
计算公式如下：
先由磁盘地址计算相对块号：
相对块号＝柱面号×16+磁道号×4+物理块号
再计算字号和位号：
字号＝相对块号／16的商，也即字号＝柱面号
位号＝磁道号×物理块数／每磁道+物理块号
（4）按照用户要求，申请分配一系列磁盘块，运行分配程序，完成分配。
然后将分配的相对块号返回用户，并将相对块号转换成磁盘绝对地址，再显示系统各表和用户已分配的情况。
（5）设计一个回收算法，将上述已分配给用户的各盘块释放。
并显示系统各表。
回收算法框图如图5所示。
二、整体功能及设计
程序整体主要有三个功能模块，分别是：
初使化、分配以及回收。
当点击相应按钮时实现其功能。
使用二维数组array1_after[50][16]、array1_before[50][16]、array2_after[50][16]分别记录分配前、分配后、回收后的位示图的使用情况，使用表格m_list1_after、m_list1_before、m_listafter显示位示图的使用情况。
程序设计了三个方法，分别是初始化OnInitDialog（）、分配算法OnButtonFp（）、回收算法OnButtonHs（）。
磁盘空间分配框图如图1所示,磁盘空间回收框图如图2所示.
图1磁盘空间分配框图图2磁盘空间回收框图
三、编程实现
#include"stdafx.h"
#include"FENPEIYUHUISHOU.h"
#include"FENPEIYUHUISHOUDlg.h"
#include"HuishouDlg.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
classCAboutDlg:
publicCDialog
{
public:
CAboutDlg（）;
//DialogData
//{{AFX_DATA（CAboutDlg）
enum{IDD=IDD_ABOUTBOX};
//}}AFX_DATA
//ClassWizardgeneratedvirtualfunctionoverrides
//{{AFX_VIRTUAL（CAboutDlg）
protected:
virtualvoidDoDataExchange（CDataExchange*pDX）;//DDX/DDVsupport
//}}AFX_VIRTUAL
//Implementation
protected:
//{{AFX_MSG（CAboutDlg）
//}}AFX_MSG
DECLARE_MESSAGE_MAP（）
};
CAboutDlg:
:
CAboutDlg（）:
CDialog（CAboutDlg:
:
IDD）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_INIT
}
voidCAboutDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CAboutDlg）
//}}AFX_DATA_MAP
}
CFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
CFENPEIYUHUISHOUDlg（CWnd*pParent/*=NULL*/）
:
CDialog（CFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
IDD,pParent）
{
//{{AFX_DATA_INIT（CFENPEIYUHUISHOUDlg）
m_kongxian=0;
//}}AFX_DATA_INIT
//NotethatLoadIcondoesnotrequireasubsequentDestroyIconinWin32
m_hIcon=AfxGetApp（）->LoadIcon（IDR_MAINFRAME）;
}
voidCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
DoDataExchange（CDataExchange*pDX）
{
CDialog:
:
DoDataExchange（pDX）;
//{{AFX_DATA_MAP（CFENPEIYUHUISHOUDlg）
DDX_Control（pDX,IDC_LIST2_AFTER,m_list2_after）;
DDX_Control（pDX,IDC_LIST1_ON,m_list1_on）;
DDX_Control（pDX,IDC_LIST1_BEFORE,m_list1_before）;
DDX_Control（pDX,IDC_LIST1_AFTER,m_list1_after）;
DDX_Text（pDX,IDC_EDIT_KONGXIAN,m_kongxian）;
//}}AFX_DATA_MAP
}
BEGIN_MESSAGE_MAP（CFENPEIYUHUISHOUDlg,CDialog）
//{{AFX_MSG_MAP（CFENPEIYUHUISHOUDlg）
ON_WM_SYSCOMMAND（）
ON_WM_PAINT（）
ON_WM_QUERYDRAGICON（）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON_FP,OnButtonFp）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON_HS,OnButtonHs）
ON_BN_CLICKED（IDC_BUTTON_INIT,OnButtonInit）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
BOOLCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnInitDialog（）
{
CDialog:
:
OnInitDialog（）;
//Add"About..."menuitemtosystemmenu.
//IDM_ABOUTBOXmustbeinthesystemcommandrange.
ASSERT（（IDM_ABOUTBOX&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）;
ASSERT（IDM_ABOUTBOX<0xF000）;
CMenu*pSysMenu=GetSystemMenu（FALSE）;
if（pSysMenu!
=NULL）
{
CStringstrAboutMenu;
strAboutMenu.LoadString（IDS_ABOUTBOX）;
if（!
strAboutMenu.IsEmpty（））
{
pSysMenu->AppendMenu（MF_SEPARATOR）;
pSysMenu->AppendMenu（MF_STRING,IDM_ABOUTBOX,strAboutMenu）;
}
}
//Settheiconforthisdialog.Theframeworkdoesthisautomatically
//whentheapplication'smainwindowisnotadialog
SetIcon（m_hIcon,TRUE）;//Setbigicon
SetIcon（m_hIcon,FALSE）;//Setsmallicon
//TODO:
Addextrainitializationhere
DWORDdwExStyle=LVS_EX_GRIDLINES|LVS_EX_FULLROWSELECT;
m_list1_before.SetExtendedStyle（dwExStyle）;
m_list1_after.SetExtendedStyle（dwExStyle）;
m_list2_after.SetExtendedStyle（dwExStyle）;
m_list1_on.SetExtendedStyle（dwExStyle）;
for（inti=15;i>=0;i--）
{
CStringstr;
str.Format（"%d",i）;
m_list1_before.InsertColumn（0,str,LVCFMT_CENTER,30）;
m_list1_after.InsertColumn（0,str,LVCFMT_CENTER,30）;
m_list2_after.InsertColumn（0,str,LVCFMT_CENTER,30）;
}
m_list1_on.InsertColumn（0,"相对块号",LVCFMT_CENTER,60）;
m_list1_on.InsertColumn（1,"柱面号",LVCFMT_CENTER,60）;
m_list1_on.InsertColumn（2,"磁道号",LVCFMT_CENTER,60）;
m_list1_on.InsertColumn（3,"物理块号",LVCFMT_CENTER,60）;
m_list1_on.InsertColumn（4,"字号",LVCFMT_CENTER,40）;
m_list1_on.InsertColumn（5,"位号",LVCFMT_CENTER,40）;
returnTRUE;//returnTRUEunlessyousetthefocustoacontrol
}
voidCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnSysCommand（UINTnID,LPARAMlParam）
{
if（（nID&0xFFF0）==IDM_ABOUTBOX）
{
CAboutDlgdlgAbout;
dlgAbout.DoModal（）;
}
else
{
CDialog:
:
OnSysCommand（nID,lParam）;
}
}
voidCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnPaint（）
{
if（IsIconic（））
{
CPaintDCdc（this）;//devicecontextforpainting
SendMessage（WM_ICONERASEBKGND,（WPARAM）dc.GetSafeHdc（）,0）;
//Centericoninclientrectangle
intcxIcon=GetSystemMetrics（SM_CXICON）;
intcyIcon=GetSystemMetrics（SM_CYICON）;
CRectrect;
GetClientRect（&rect）;
intx=（rect.Width（）-cxIcon+1）/2;
inty=（rect.Height（）-cyIcon+1）/2;
//Drawtheicon
dc.DrawIcon（x,y,m_hIcon）;
}
else
{
CDialog:
:
OnPaint（）;
}
}
HCURSORCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnQueryDragIcon（）
{
return（HCURSOR）m_hIcon;
}
voidCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnButtonFp（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
intindex=0;
intflag=1,m=0,n=0;
intcount=0;
for（m=0;m{
for（n=0;n<16;n++）
{
if（array1_after[m][n]==0）
{
flag=0;
break;
}
}
if（flag==0）
break;
}
array1_after[m][n]=1;
CStringstr;
intk=0;
inti,j;
for（i=0;i{
str.Format（"%d",array1_after[i][0]）;
}
for（i=0;i{
m_list1_after.InsertItem（i,str）;
for（j=0;j<16;j++）
{
CStringstr;
str.Format（"%d",array1_after[i][j]）;
array2_after[i][j]=array1_after[i][j];
if（array1_after[i][j]==0）
count++;
m_list1_after.SetItemText（i,j,str）;
}
}
str.Format（"%d",m*16+n）;
m_list1_on.InsertItem（index,str）;
str.Format（"%d",m）;
m_list1_on.SetItemText（index,1,str）;
m_list1_on.SetItemText（index,4,str）;
str.Format（"%d",n/b）;
m_list1_on.SetItemText（index,2,str）;
str.Format（"%d",n%b）;
m_list1_on.SetItemText（index,3,str）;
str.Format（"%d",n）;
m_list1_on.SetItemText（index,5,str）;
index++;
m_kongxian=m_kongxian-1;
if（m_kongxian<0）{
AfxMessageBox（"无空闲块！
请回收后再使用！
"）;}
UpdateData（FALSE）;
}
voidCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnButtonHs（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
UpdateData（TRUE）;
CHuishouDlgdlg;
intnum=0;
intm=0,n=0;
CStringstr;
if（dlg.DoModal（）==IDOK）
{
num=dlg.m_it1*16+dlg.m_it2*b+dlg.m_it3;
m=dlg.m_it1;
n=dlg.m_it2*b+dlg.m_it3;
}
array2_after[m][n]=0;
for（inti=0;i{
str.Format（"%d",array2_after[i][0]）;
}
for（intx=0;x{
m_list2_after.InsertItem（x,str）;
for（inty=0;y<16;y++）
{
CStringstr;
str.Format（"%d",array2_after[x][y]）;
m_list2_after.SetItemText（x,y,str）;
}
}
m_kongxian=m_kongxian+1;
for（i=0;i{
CStringo=m_list1_on.GetItemText（i,0）;
CStringstr1;
str1.Format（"%d",num）;
if（str1==o）
{
m_list1_on.DeleteItem（i）;
}
}
UpdateData（FALSE）;
}
voidCFENPEIYUHUISHOUDlg:
:
OnButtonInit（）
{
//TODO:
Addyourcontrolnotificationhandlercodehere
UpdateData（TRUE）;
CInitDlgdlg;
intcount=0;
if（dlg.DoModal（）==IDOK）
{
a=dlg.m_it1;
b=dlg.m_it2;
c=dlg.m_it3;
CStringstr;
intm,n;
intk=0;
for（m=0;m{
for（n=0;n<16;n++）
{
array1_before[m][n]=（int）（rand（）%2）;
array1_after[m][n]=array1_before[m][n];
if（array1_before[m][n]==0）
{
count++;
m_kongxian=count;
}
}
str.Format（"%d",array1_before[m][0]）;
}
for（m=0;m{
m_list1_before.InsertItem（m,str）;
for（n=0;n<16;n++）
{
CStringstr;
str.Format（"%d",array1_before[m][n]）;
m_list1_before.SetItemText（m,n,str）;
}
}
}
UpdateData（FALSE）;
}
四、使用说明
程序运行后的运行界面如图3所示:
图3程序运行界面
单击初使化按扭初使化程序。
初使化后位示图分配情况图如图4所示。
图4初使化后位示图分配情况图
连续单击分配按钮，系统从第一个盘块到最后一个盘块，寻找第一个不为1的盘块，并为用户连续分配相应个数盘块，并显示分配情况和位示图情况，如图5所示。
图5点击分配按钮后信息
单击回收按钮，系统回收已分配给用户的盘块，如图6所示
图6回收的提示信息
当空闲块为零时，会弹出提示信息，如图7所示。
图6回收的提示信息
五、结果分析
程序满足要求，测试通过。
但是不能实现一次分配多块，只能多次单击分配按钮实现该功能。
在以后的学习中一定多加努力，解决这个问题。
六、心得体会
通过这次课程设计，我更加明确的了解了磁盘分配和回收的过程，同时我的编程能力也得到了加强。
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