Linux磁盘空间管理设计说明书

"1813004511顾明欣说明书.doc" 这份文档是中北大学软件学院软件工程专业学生顾明欣的一份课程设计说明书，专注于操作系统中的磁盘空间管理。设计题目为“基于Linux的磁盘存储空间管理”，涵盖了三种不同的磁盘空间分配和回收策略：空白文件目录结构、空白块成组链接结构和位示图结构。设计时间从2020年12月30日至2021年1月13日，由何志英老师指导。 1. 空白文件目录结构 这是一种连续分配方式，它为每个文件分配一个连续的存储空间，并维护一个文件记录表。同时，还有一个空闲表来跟踪磁盘上的所有空闲区域，每个空闲区域都有对应的表项，包含区序号、起始盘块号和空闲盘块数量。当创建新文件需要分配空间时，系统会顺序检查空闲表，找到足够大的空闲区域并分配给文件。当文件被删除，其占用的空间会被回收，并可能与相邻的空闲区域合并。 2. 空白块成组链接结构 这种结构通过链接空闲块来管理磁盘空间。每个空闲块包含指向下一个空闲块的指针，形成一个链表。这种方式允许更灵活的分配和回收，但可能导致磁盘碎片。 3. 位示图结构 位示图是一种有效的磁盘空间管理方法，其中每一位对应磁盘上的一个块，0表示未分配，1表示已分配。分配或回收空间时，只需改变相应位的状态即可。这种方法便于快速查找可用空间，但处理大量位可能会消耗较多的内存。 设计的基本要求包括创建文件、分配和回收空间的功能，以及能显示文件目录和磁盘空间管理的数据结构变化。目标是让学生熟悉磁盘空间管理，提升研究、设计、编程和调试操作系统模块的能力。 设计思想中强调了各种分配方法的实现细节，如在空白文件目录结构中，分配和回收过程类似内存管理，考虑相邻区域的合并以优化空间利用率。通过这样的设计，学生可以深入理解不同磁盘空间管理策略及其在实际操作系统的应用。 总结起来，这份说明书详细介绍了三个关键的磁盘空间管理方法，并阐述了它们在Linux操作系统中的实现，旨在提高学生的理论知识和实践技能。