1.根据用户定义的盘块大小、文件区磁盘块总数和每组的块数,模拟Unix系统将磁盘空闲块进行分组,并初始化成组链; 2.可查询成组链中空闲盘块总数、盘块分组情况; 3.实现盘块的分配或回收操作。用c语言编写
时间: 2024-03-01 14:53:02 浏览: 213
编写C语言程序,模拟UNIX磁盘空间管理中使用的分组链接法
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好的,以下是使用C语言实现模拟Unix系统磁盘成组链的基本流程:
1. 定义磁盘块结构体,包括块号、状态(空闲或已占用)、指向下一个空闲块的指针等信息。
```
typedef struct block {
int block_no; // 块号
int status; // 状态,0代表空闲,1代表已占用
struct block *next_free; // 指向下一个空闲块的指针
} Block;
```
2. 定义分组结构体,包括分组号、块数、成组链表头指针等信息。
```
typedef struct group {
int group_no; // 分组号
int num_blocks; // 块数
Block *free_list; // 空闲块链表头指针
} Group;
```
3. 根据用户输入的盘块大小、文件区磁盘块总数和每组的块数,计算出磁盘的盘块总数和分组数。
```
int block_size; // 盘块大小
int total_blocks; // 文件区磁盘块总数
int group_size; // 每组的块数
int num_groups; // 分组数
// 用户输入盘块大小、文件区磁盘块总数和每组的块数
printf("请输入盘块大小:");
scanf("%d", &block_size);
printf("请输入文件区磁盘块总数:");
scanf("%d", &total_blocks);
printf("请输入每组的块数:");
scanf("%d", &group_size);
// 计算盘块总数和分组数
num_groups = total_blocks / group_size;
if (total_blocks % group_size != 0) {
num_groups++;
}
```
4. 初始化磁盘的成组链。对于每个分组,我们需要维护一个成组链表来记录空闲盘块的位置。初始状态下,所有盘块都是空闲的,所以每个成组链表的头结点都指向第一个盘块。同时,我们还需要记录每个盘块的状态,包括空闲或已占用。
```
// 创建磁盘块数组
Block *disk = (Block *)malloc(total_blocks * sizeof(Block));
// 初始化磁盘块数组
for (int i = 0; i < total_blocks; i++) {
disk[i].block_no = i;
disk[i].status = 0;
disk[i].next_free = NULL;
}
// 初始化分组
Group *groups = (Group *)malloc(num_groups * sizeof(Group));
for (int i = 0; i < num_groups; i++) {
groups[i].group_no = i;
groups[i].num_blocks = group_size;
groups[i].free_list = &disk[i * group_size];
// 初始化成组链表
Block *p = groups[i].free_list;
for (int j = 1; j < group_size; j++) {
p->next_free = &disk[i * group_size + j];
p = p->next_free;
}
}
```
5. 查询成组链中空闲盘块总数和盘块分组情况可以通过遍历每个成组链表来实现。对于每个成组链表,我们可以统计其中空闲盘块的数量,然后累加到总的空闲盘块数中。同时,我们还可以记录每个分组的盘块分配情况,以便后续查询。
```
int free_blocks = 0; // 空闲盘块总数
// 查询每个分组的成组链表
for (int i = 0; i < num_groups; i++) {
Block *p = groups[i].free_list;
int free_blocks_in_group = 0; // 当前分组中的空闲盘块数
while (p != NULL) {
free_blocks_in_group++;
p = p->next_free;
}
printf("分组%d中有%d个空闲盘块\n", i, free_blocks_in_group);
free_blocks += free_blocks_in_group;
}
printf("磁盘中一共有%d个空闲盘块\n", free_blocks);
```
6. 盘块的分配或回收操作都需要涉及到成组链表的修改。当需要分配盘块时,我们可以从成组链表头部取出一个空闲盘块,并将其分配给文件。如果成组链表为空,则需要从相邻的分组中借用空闲盘块。如果所有相邻的分组都没有空闲盘块,则无法分配盘块,文件写入将失败。当文件被删除时,其占用的盘块需要被标记为空闲状态,并加入到对应分组的成组链表中。如果相邻的空闲盘块也处于空闲状态,则需要将它们合并成一个更大的空闲区域,并更新成组链表。
```
// 分配盘块
Block *allocate_block() {
for (int i = 0; i < num_groups; i++) {
if (groups[i].free_list != NULL) {
Block *p = groups[i].free_list;
groups[i].free_list = p->next_free;
p->status = 1;
p->next_free = NULL;
return p;
}
}
return NULL;
}
// 回收盘块
void free_block(Block *block) {
block->status = 0;
int group_no = block->block_no / group_size;
Block *p = groups[group_no].free_list;
// 如果成组链为空,则将该盘块插入成组链表头部
if (p == NULL) {
groups[group_no].free_list = block;
block->next_free = NULL;
return;
}
// 如果插入成组链表头部,则需要更新成组链表头指针
if (p->block_no > block->block_no) {
groups[group_no].free_list = block;
block->next_free = p;
return;
}
// 在成组链表中查找插入位置
while (p->next_free != NULL && p->next_free->block_no < block->block_no) {
p = p->next_free;
}
// 如果相邻的空闲盘块也处于空闲状态,则需要将它们合并成一个更大的空闲区域
if (p->next_free != NULL && p->next_free->block_no == block->block_no + 1) {
Block *q = p->next_free;
block->next_free = q->next_free;
p->next_free = block;
free(q);
} else {
block->next_free = p->next_free;
p->next_free = block;
}
}
```
以上就是使用C语言实现模拟Unix系统磁盘成组链的基本流程。需要注意的是,上述代码仅为示例,实际应用中还需根据具体情况进行优化和完善。
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