帮我写一个代码模拟辅存空间管理中的位示图算法,当用户创建一个新文件时,根据该文件的大小,系统顺序扫描位示图,若图中剩余的空闲块数大于文件长度,则从中找出值为0的空闲位对应;然后将空闲位计算成物理块号并转换成柱面号、磁头号、扇区号;再将文件存入磁盘指定的存储块上,修改位示图;最后输出位示图相关信息。
时间: 2024-02-13 10:02:29 浏览: 25
好的,这是一个较为复杂的算法,需要分步实现。首先,我们需要定义位示图的数据结构,可以使用一个长度为 n 的数组,0 表示空闲块,1 表示已占用块。为了方便起见,我们可以使用布尔数组来表示位示图。
```python
class Bitmap:
def __init__(self, size):
self.bitmap = [False] * size
def allocate(self, num_blocks):
# 顺序扫描位示图,找到连续的 num_blocks 个空闲块
start_block = -1
blocks_found = 0
for i, block in enumerate(self.bitmap):
if not block:
if start_block == -1:
start_block = i
blocks_found += 1
if blocks_found == num_blocks:
break
else:
start_block = -1
blocks_found = 0
# 如果找到的空闲块数不足,则返回 False
if blocks_found < num_blocks:
return False
# 修改位示图
for i in range(start_block, start_block + num_blocks):
self.bitmap[i] = True
# 计算物理块号
cylinder = start_block // (16 * 32)
head = (start_block // 32) % 16
sector = start_block % 32
return (cylinder, head, sector)
```
上面的代码实现了位示图的分配功能。当需要为一个文件分配空间时,我们调用 `allocate` 方法,传入文件所需的块数,该方法会顺序扫描位示图,找到连续的空闲块,并将它们标记为已占用。然后,它会计算出空闲块的物理块号(即柱面号、磁头号、扇区号),并返回该值。
接下来,我们需要实现文件存储的功能。为了简化问题,我们可以将磁盘的存储块抽象为一个列表。
```python
class Disk:
def __init__(self, size):
self.blocks = [None] * size
def write(self, block_num, data):
self.blocks[block_num] = data
def read(self, block_num):
return self.blocks[block_num]
```
我们可以使用 `write` 方法将文件存入磁盘的指定块中,使用 `read` 方法读取指定块的数据。
最后,我们可以将上面的两个类结合起来,实现完整的辅存空间管理。
```python
class DiskManager:
def __init__(self, num_blocks):
self.bitmap = Bitmap(num_blocks)
self.disk = Disk(num_blocks)
def create_file(self, size):
# 分配空间
block = self.bitmap.allocate(size)
if not block:
print("Error: not enough free blocks")
return
# 存储文件
data = "data for file of size {}".format(size)
self.disk.write(self.block_num(block), data)
# 输出位示图
print(self.bitmap.bitmap)
def block_num(self, block):
cylinder, head, sector = block
return cylinder * 16 * 32 + head * 32 + sector
```
上面的代码实现了创建文件的功能。当我们调用 `create_file` 方法时,它会先调用 `Bitmap` 对象的 `allocate` 方法,分配足够大小的空间,然后将文件存储到磁盘中。最后,它会输出位示图的内容。
注意,`block_num` 方法用于将物理块号转换成磁盘存储块的索引。这里我们假设磁盘共有 16 个柱面、每个柱面有 16 个磁头、每个磁头有 32 个扇区,因此每个柱面有 16 * 32 个块。