操作系统设计：空闲块管理与磁盘地址转换

本次文档是关于操作系统课程设计的一部分，主要涉及磁盘存储空间的管理，包括分配、回收以及数据结构的设计。以下是关键知识点的详细解析： 1. **磁盘空间分配和回收算法**: - 空闲区表用于跟踪未分配的磁盘块，分配时从状态为“未分配”的表项中选择合适的块数。 - 若分配的块数不全用，需更新起始空闲块号和空闲块数，剩余块保持为未分配状态。 - 删除文件时，需要计算文件占用的逻辑记录个数，然后确定归还的起始空闲块号和块数，并更新空闲区表。 2. **磁盘物理地址计算**: - 磁盘物理地址由盘面号、柱面号和物理记录号组成，具体转换公式如下： - 物理记录号 = 空闲块号 % 6 - 磁道号 = (空闲块号 / 6) % 20 - 柱面号 = (空闲块号 / 6) / 20 - 这些步骤确保了根据空闲块号能准确地定位到磁盘上的物理位置。 3. **文件管理和空闲区表**: - 文件删除时，通过文件目录表获取文件信息，计算归还的起始空闲块号和块数。 - 分配和回收后，需要维护空闲区表，记录起始物理地址（包括柱面号、磁道号、扇区号）。 4. **程序设计要求**: - 设计一个程序，能够接受用户输入的空间申请和释放请求。 - 程序需处理空闲区表的更新，将分配到的空闲块转换为物理地址，归还的磁盘空间转换回空闲块号。 - 要求能够显示或打印空闲区表和分配的磁盘空间起始物理地址。 5. **数据结构**: - 使用自定义的结构体来表示空闲表，包含分区起始地址（address）和空闲长度（length），以块为单位。 这个设计需要学生具备良好的编程基础，熟练运用结构体来组织数据，以及理解磁盘存储原理，特别是磁盘物理地址的计算方法。在实现过程中，可能会涉及到内存管理和文件系统操作的相关概念。