要求对已分配盘块采用索引方式管理,空闲盘块采用位示图管理,实现分配、回收和盘块一致性检查。根据以上题目实现代码并给出注释

时间: 2024-02-19 13:02:28 浏览: 140
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操作系统用位示图管理磁盘的空间的分配与回收_磁盘的空间的分配与回收_

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好的,下面是一个简单的实现代码及注释,供参考: ```c++ #include <iostream> #include <cstring> using namespace std; const int BLOCK_SIZE = 4096; // 磁盘块大小为4KB const int BLOCK_NUM = 10000; // 磁盘块数量为10000个 // 定义磁盘块结构体 struct Block { int id; // 磁盘块编号 char data[BLOCK_SIZE]; // 磁盘块数据 }; // 定义位示图结构体 struct BitMap { int size; // 位示图规模(即磁盘块数量) bool* map; // 位示图数组 }; // 定义索引表结构体 struct IndexTable { int size; // 索引表规模 int* index; // 索引表数组 }; // 定义文件结构体 struct File { int id; // 文件编号 int size; // 文件大小(磁盘块数) int* block; // 文件所占用的磁盘块编号数组 }; // 定义全局变量 Block disk[BLOCK_NUM]; // 磁盘 BitMap bitmap; // 位示图 IndexTable index_table; // 索引表 // 初始化位示图 void init_bitmap() { bitmap.size = BLOCK_NUM; bitmap.map = new bool[BLOCK_NUM]; memset(bitmap.map, 0, BLOCK_NUM * sizeof(bool)); // 初始化为0(即全部空闲) } // 初始化索引表 void init_index_table() { index_table.size = BLOCK_NUM / 10; // 假设每个文件平均占用10个磁盘块 index_table.index = new int[index_table.size]; memset(index_table.index, -1, index_table.size * sizeof(int)); // 初始化为-1(即全部空闲) } // 分配磁盘块 int alloc_block() { for (int i = 0; i < BLOCK_NUM; i++) { if (bitmap.map[i] == false) { // 找到第一个空闲磁盘块 bitmap.map[i] = true; // 标记为已分配 return i; // 返回磁盘块编号 } } return -1; // 没有空闲磁盘块 } // 回收磁盘块 void free_block(int block_id) { bitmap.map[block_id] = false; // 标记为未分配 } // 分配文件所占用的磁盘块 bool alloc_file_block(File& file) { int block_num = file.size; if (block_num > BLOCK_NUM) return false; // 文件大小超出磁盘容量 int index_num = block_num / 10 + 1; // 假设每个索引项可以存储10个磁盘块编号 if (index_num > index_table.size) return false; // 索引表空间不足 // 分配索引表项 int index_block_id = alloc_block(); if (index_block_id == -1) return false; // 分配失败 index_table.index[0] = index_block_id; // 分配磁盘块 int block_id; for (int i = 0; i < block_num; i++) { if (i % 10 == 0 && i > 0) { // 需要创建新的索引表项 int index_id = i / 10; int new_index_block_id = alloc_block(); if (new_index_block_id == -1) return false; // 分配失败 index_table.index[index_id] = new_index_block_id; } block_id = alloc_block(); if (block_id == -1) return false; // 分配失败 file.block[i] = block_id; int index_id = i / 10; int index_block_id = index_table.index[index_id]; disk[index_block_id].data[i % 10] = block_id; // 将磁盘块编号存储到索引表中 } return true; } // 回收文件所占用的磁盘块 void free_file_block(File& file) { for (int i = 0; i < file.size; i++) { int block_id = file.block[i]; free_block(block_id); // 回收磁盘块 } // 回收索引表项 for (int i = 0; i < index_table.size; i++) { int index_block_id = index_table.index[i]; if (index_block_id == -1) break; // 已经没有索引表项了 free_block(index_block_id); index_table.index[i] = -1; } } // 检查位示图和索引表的一致性 bool check_consistency() { // 统计已分配磁盘块的数量 int count = 0; for (int i = 0; i < BLOCK_NUM; i++) { if (bitmap.map[i] == true) { count++; } } // 统计索引表中记录的磁盘块数量 int index_count = 0; for (int i = 0; i < index_table.size; i++) { int index_block_id = index_table.index[i]; if (index_block_id == -1) break; // 已经没有索引表项了 for (int j = 0; j < 10; j++) { int block_id = disk[index_block_id].data[j]; if (block_id != -1) { index_count++; } else { break; // 没有更多的磁盘块了 } } } return (count == index_count); // 返回一致性检查结果 } int main() { init_bitmap(); init_index_table(); // 创建一个文件并分配磁盘块 File file; file.id = 1; file.size = 20; file.block = new int[file.size]; bool success = alloc_file_block(file); if (!success) { cout << "Failed to allocate disk blocks for file " << file.id << endl; } else { cout << "Allocated disk blocks for file " << file.id << ": "; for (int i = 0; i < file.size; i++) { cout << file.block[i] << " "; } cout << endl; } // 回收文件所占用的磁盘块 free_file_block(file); cout << "Freed disk blocks for file " << file.id << endl; // 检查位示图和索引表的一致性 bool consistent = check_consistency(); if (consistent) { cout << "Disk blocks consistency check passed" << endl; } else { cout << "Disk blocks consistency check failed" << endl; } return 0; } ``` 注释中已经对代码进行了详细的解释,主要实现了磁盘空间的管理和一致性检查等功能。需要注意的是,这只是一个简单的示例,实际的文件系统实现会更加复杂,需要考虑更多的因素,例如文件的权限、磁盘的分区、磁盘的故障处理等。
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