用位示图管理磁盘空间的分配与回收.docx

1、用位示图管理磁盘空间的分配与回收课 程 设 计 报 告( 2016-2017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: 信安1401 * * * * * 设计周数: 一周 成 绩: 2015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

2、图91所示。系统设一个变量S，记录磁盘的空闲块个数。位0123456789101112131415字0111111010011111012. . .39图91 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4416，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

3、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四个功能模块，分别是：初始化、分配、单独回收

4、以及全部回收。当点击相应按钮时实现其功能。程序设计了三个方法，分别是初始化init、分配算法dist、单独回收rec、全部回收allrec。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import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;public class bitmap extends JFrame implements ActionListener JTable table; JScrollPane sp1,sp2; JTextArea ta

5、; JLabel l1,l2,l3,l4,l5; JTextField tf1,tf2,tf3; JButton b1,b2,b3,b4; JPanel p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7; String data ; String colum; int sp;/存放（相对）可用块 int used;/存放（相对）已用块数 int A,H;/S为可用块数，T为已用块数 bitmap() super(“位示图管理磁盘空间的分配与回收”系统模拟); data = new String4016; colum = new String16; sp = new int640; used = new

6、 int640; A = 0; H = 0; for(int i=0; i16; i+) columi=+i; table = new JTable(data,colum); 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(n

7、ew FlowLayout(); p3 = new JPanel(new BorderLayout(); p4 = new JPanel(new FlowLayout(); p5 = new JPanel(new FlowLayout(); p6 = new JPanel(new BorderLayout(); p7 = new JPanel(new FlowLayout(); l1 = new JLabel(位示图如下：); b1 = new JButton(位示图初始化); b1.addActionListener(this); b2 = new JButton(回收全部磁盘块); b2.

8、addActionListener(this); p2.add(b1);p2.add(b2); p1.add(l1,North); p1.add(sp1,Center); p1.add(p2,South); l2 = new JLabel(运行状况: ); l5 = new JLabel(空闲块数量：); p7.add(l5);p7.add(tf3); p3.add(l2,North); p3.add(p7,South); p3.add(sp2,Center); l3 = new JLabel(请输入需要分配的块数：); l4 = new JLabel(请输入要回收的盘块号：); b3 = n

9、ew JButton(确认分配); b3.addActionListener(this); b4 = new JButton(确认回收); 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,Center); this.setLayout(new BorderLayout(); this.add(p1,West); this.add(p3,Center); this.add(p6,South); t

10、his.pack(); this.setVisible(true); public void init()/功能：初始化 int k; for(int i=0;i40;i+) for(int j=0;j16;j+) k = (int)(Math.random()*2);/0与1两数中进行随机 dataij=+k; table.setValueAt(+k,i,j); public void getavail()/功能：得出可用块号与不可用块号的集合 int a; int b=0,c=0; A = 0; H = 0; for(int i=0;i40;i+) for(int j=0;j16;j+)

11、if(dataij.equals(0) a = i*16+j;/得到相对块号 spb = a;/写入可用块号集合 A+; b+; else a = i*16+j;/得到相对块号 usedc = a; H+; c+;/写入不可用块号集合 public void allrec()/全部回收 ta.setText(); String str=回收结果： n; for(int i=0;iH;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

12、图相应位置置零 str+=柱面+a+磁道+b+扇区+c+盘块号：+usedi+n; usedi=0;/位示图相应位置置零 for(int i=0;i40;i+) for(int j=0;j16;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()=b1) init(); getavail(); String

13、 str6=+A; ta.append(初始化完成!n); tf3.setText(str6); if(e.getSource()=b2) if(A=640) ta.setText(); String str7=没有资源可回收; ta.append(str7); else allrec(); String str8=+A; tf3.setText(str8); if(e.getSource()=b3) int n; System.out.println(tf1.getText(); n=Integer.parseInt(tf1.getText(); tf1.setText(); if(An)

14、ta.setText(); String str1=空闲块不足n; /ta.append(str1); JOptionPane.showMessageDialog(null,空闲块不足,提示,JOptionPane.PLAIN_MESSAGE); return; else int j,k; ta.setText(); String str=分配结果 n; int x=H; for(int i=0;in;i+) j = spi/16; k = spi-j*16; usedx+i=spi;/可用块相对地址转为已用块相对地址 datajk=1; table.setValueAt(1,j,k);/将位

15、示图对应位置写1 str+=柱面+spi/16+ 磁道+(spi%16)/4+ 扇区+(spi%16)%4+盘块号：+spi+ n; A-; H+; for(int t=0;tA;t+) spt=spt+n;/删除可用块中的已用块 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; int a=num/16

16、;/柱面 int b=num%16/4;/磁道 int c=num%16%4; /扇区 if(dataa4*b+c.equals(0) JOptionPane.showMessageDialog(null,不可回收空闲块,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+扇区+c+盘快号：+num+n; A+; H-; for(int i=0;iH;i+) if(usedi=num) k=i; break;

17、for( j=k;jH;j+) usedj=usedj+1;/将回收的块号从“已用”中删除 ta.append(回收结果: n); ta.append(str); getavail(); String str5=+A; tf3.setText(str5); tf2.setText(); 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“初始化”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输入所需分配的块数并单击“确认分配”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(以分配量20为例)。 图5点击分配按钮后信息输入回收的盘块号，单击“确认回收”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 当空闲块不足时，会弹出提示信息，如图7所示。 图7提示信息单击“全部回收”按钮，所有盘块在位示图上位置置“0”，表示已经回收，如图8所示单击“确认回收”，若该块已经处于回收状态，则弹出对话框进行提醒，如图9所示五、结果分析基本满足要求，位示图初始化、单个分配、单个回收、全部回收等功能均可实现。