用位示图管理磁盘空间的分配与回收.doc

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 姓 名: 黄竞昶 指导教师: 贾静平 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.开 始由磁盘的三维转为磁盘的相对块号由相对块号转换成对应位示图的字位号置位示图相应位为0空闲盘个数+1输出位示图等返 回释放一个磁盘块开始申请一个磁盘块还有空闲块？申请者等待返 回查位示图找第一个为0的字位号找到了？返回，磁盘已满本次无法分配返 回NYYNN由字位号计算相对块号，柱面号，磁道号，物理记录号，并输出这些参数位置示图相应位为1 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 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 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 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(new 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.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 = new 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); this.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+) 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 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) 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;/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; 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。