用位示图管理磁盘空间的分配与回收

1、课程设计报告2021-2021年度第二学期课程名称：操作系统实验课设题目：用位示图治理磁盘空间的分配与回收院系:限制与计算机工程学院班级:信安1401姓名:黄竟昶指导教师：贾静平设计周数：一周成绩:2021、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.位示图用假设干个字构成,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01234567891011

2、12131415字0111111010011111012.39图91位小图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x16+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x每磁道的扇区数=4x4=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

3、位置00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X16+磁道号X4+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x物理块数/每磁道+物理块号4根据用户要求,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

4、、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importjava.awt.*;importjava.awt.event.*;importjavax.swing.*;publicclassbitmapextendsJFrameimplementsActionListenerJTabletable;JScrollPanesp1,sp2;JTextAreata;JLabel11,12,13,14,15;JTextFieldtf1,tf2,tf3;JButtonb1,b2,b3,b4

5、;JPanelp1,p2,p3,p4,p5,p6,p7;Stringdata;Stringcolum口；intsp口;存放(相对)可用块intused口;存放(相对)已用块数intA,H;/S为可用块数,T为已用块数bitmap()super("“位示图治理磁盘空间的分配与回收系统模拟");data=newString4016;colum=newString16;sp=newint640;used=newint640;A=0;H=0;for(inti=0;i<16;i+)columi=""+i;table=newJTable(data,colum)

6、;sp1=newJScrollPane(table);tf1=newJTextField(6);tf2=newJTextField(6);tf3=newJTextField(6);ta=newJTextArea(10,20);sp2=newJScrollPane(ta);pl=newJPanel(newBorderLayout();p2=newJPanel(newFlowLayout();p3=newJPanel(newBorderLayout();p4=newJPanel(newFlowLayout();p5=newJPanel(newFlowLayout();p6=newJPanel(ne

7、wBorderLayout();p7=newJPanel(newFlowLayout();l1=newJLabel("位示图如下：");b1=newJButton("位示图初始化");b1.addActionListener(this);");b2=newJButton("b2.addActionListener(this);p2.add(b1);p2.add(b2);p1.add(l1,"North");p1.add(sp1,"Center");p1.add(p2,"South&qu

8、ot;);l2=newJLabel("运行状况：");l5=newJLabel("空闲块数量：");p7.add(l5);p7.add(tf3);p3.add(l2,"North");p3.add(p7,"South");p3.add(sp2,"Center");l3=newJLabel("请输入需要分配的块数:II);l4=newJLabel("请输入要回收的盘块号:II);b3=newJButton("确认分配");b3.addActionListen

9、er(this);b4=newJButton(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(newBorderLayout();this.add(p1,"West");this.add(p3,"Center");this.add(p6,"South"

10、;);this.pack();this.setVisible(true);publicvoidinit()/功能：初始化intk;for(inti=0;i<40;i+)for(intj=0;j<16;j+)k=(int)(Math.random()*2);/0与1两数中进行随机dataij=""+k;table.setValueAt(""+k,i,j);publicvoidgetavail()/功能：得出可用块号与不可用块号的集合inta;intb=0,c=0;A=0;H=0;for(inti=0;i<40;i+)for(intj=0;

11、j<16;j+)(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publicvoidallrec()/全部回收(ta.setText("");Stringstr="回收结果：n"for(inti=0;i<H;i+)(inta=usedi/16;intb=usedi%16/4;intc=usedi%16%4;dataa4*b+c="0"table

12、.setValueAt("0",a,4*b+c);位示图相应位置置零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(inti=0;i<40;i+)for(intj=0;j<16;j+)table.setValueAt("0",i,j);H=0;getavail();ta.append(str);publicstaticvoidmain(Stringargs)newb

13、itmap();publicvoidactionPerformed(ActionEvente)if(e.getSource()=b1)init();getavail();Stringstr6=""+A;ta.append("初始化完成！n");tf3.setText(str6);if(e.getSource()=b2)if(A=640)(ta.setText("");Stringstr7="没有资源可回收"ta.append(str7);)elseallrec();Stringstr8=""+A

14、;tf3.setText(str8);)if(e.getSource()=b3)intn;System.out.println(tf1.getText();n=Integer.parseInt(tf1.getText();tf1.setText("");if(A<n)ta.setText("");Stringstr1="空闲块缺乏n"/ta.append(str1);JOptionPane.showMessageDialog(null,"空闲块缺乏","提示,JOptionPane.PLAIN_ME

15、SSAGE);return;)elseintj,k;ta.setText("");Stringstr="分配结果n"intx=H;for(inti=0;i<n;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);/将位示图对应位置写1str+="柱面"+spi/16+磁道"+(spi%16)/4+扇区+(spi%16)%4+"盘块号："

16、+spi+"n"A-;H+;for(intt=0;t<A;t+)(spt=spt+n;/删除可用块中的已用块ta.append(str);Stringstr2=""+A;tf3.setText(str2);tf1.setText("");if(e.getSource()=b4)intnum;num=Integer.parseInt(tf2.getText();ta.setText("");Stringstr=""intj,k=0;inta=num/16;/柱面intb=num%16/4;/

17、磁道intc=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+"

18、扇区"+c+盘快号："+num+"'n"A+;H-;for(inti=0;i<H;i+)(if(usedi=num)(k=i;break;for(j=k;j<H;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();Stringstr5=""+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所小.图4初使化后位示图分配情况图输入所需分配的