位示图法管理文件存储空间模拟实现

"模拟实现用位示图法管理文件存储空间的分配与回收" 这篇文档是关于操作系统原理课程设计的一个报告，重点在于理解和实现位示图法在文件存储空间分配与回收中的应用。位示图法是一种高效管理磁盘空间的方法，通过使用二进制位来标记磁盘上的每一个物理块（或称扇区）的状态，0表示空闲，1表示已分配。 1. **位示图法原理** 位示图法的核心是将磁盘的每个物理块与位图中的一个位相对应。位图通常是一个一维数组，数组中的每一位对应磁盘的一个块，当某位为0时，表示对应的磁盘块为空闲；若为1，则表示已被占用。这种表示方式使得查找空闲块和标记块状态的操作变得非常快速。 2. **实验目的** - 掌握文件存储空间分配与回收的基本概念，了解常见的分配与回收策略。 - 深入理解位示图算法，通过编程实践来熟悉其工作原理和执行流程。 - 熟练应用位示图算法，实现文件存储空间的分配与回收功能。 3. **实验内容** 实验要求包括理解位示图算法，初始化位图数组，创建和初始化相关的数据结构如空闲区链表、作业链表和位示图操作链表。分配文件空间时，根据文件名和所需块数查找空闲块并分配，更新位图状态；回收文件空间时，根据文件名释放块并更新位图。 4. **实验环境** 实验在Windows操作系统环境下，使用C++编程语言进行。 5. **实验步骤** - 初始化：设置位图数组所有元素为0，创建并初始化所需链表。 - 分配空间：接收文件名和大小，检查重名，判断空闲块是否足够，分配块并更新位图。 - 回收空间：根据文件名找到占用块并释放，更新位图状态。 6. **分配与回收算法** - 分配：查找足够连续空闲块的空闲区，将这些块分配给请求的文件，并在位图中相应位置设置为1。 - 回收：根据文件名找到占用的块，将位图中对应位置设回0，表示这些块现在变为空闲。 7. **数据结构** - 空闲区结构体（free_link）：用于表示未分配的连续块区域。 - 申请空间作业结构体（office）：记录文件的名称以及占用的块信息。 - 位示图操作结构体（work）：用于实现位图的设置和查询操作。 实验通过具体的编程实现，帮助学生深入理解位示图法如何解决实际文件系统中的空间管理问题，同时也锻炼了他们的编程能力。位示图法因其简洁高效，常被应用于现代操作系统中进行磁盘空间的管理。