实验五 磁盘存储空间的管理 一、实验目的 磁盘格式化时，系统把磁盘存储空间分成许多磁道。每个磁道又分成若干个扇区（又叫做磁盘块）。之后用 fdisk 命令对硬盘进行分区，即使只有一个分区，也必须用 fdisk 命令进行分区。分区的目的，就是制作文件卷，形成文件系统。一个文件卷一般都被划分成引导扇区、文件系统管理区和文件数据区。其中，文件数据区用来存放系统文件和用户文件。用户可以通过文件系统提供的 API，创建、打开、关闭和对文件进行读写。当用户的文件不再需要时，就应该删除。把一个文件放到磁盘上时，可以组织成连续文件、链接文件或索引文件等。因此，磁盘空间的分配方法也有两种，一种是连续空间的分配，一种是不连续空间的分配（又叫动态分配）。如何充分有效地利用磁盘空间，是操作系统应解决的重要课题之一。 本实验模拟实现磁盘空间的分配与回收，使学生对磁盘空间的管理有一个较深入的理解。 二、实验要求 书写实验报告，应该包括以下几项内容： （1）实验题目； （2）程序中使用的数据结构及主要符号说明； （3）程序流程图和带有详细注释的源程序； （4）执行程序名，并打印程序运行时的初值和运行结果； （5）通过实验后的收获与体验及对实验的改进意见和见解 三、实验内容 （1）假定现有一个磁盘组，共有 40 个柱面。每个柱面4 个磁道，每个磁道又划分成 4个物理记录。磁盘的空间使用情况用位示图表示。位示图用若干个字构成，每一位对应一个磁盘道。“1”表示占用，“0”表示空闲。为了简单，假定字长为16 位，一个字可用来模拟磁盘的一个柱面，其位示图如图5—1 所示。系统设置一个变量 S 记录当前的空闲磁盘块个数。位示图的初始状态由户自己设定。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 图5-1 位示图 （2）申请一个磁盘块时，由磁盘块分配程序查位示图，找出一个为0 的位，并计算磁盘的物理地址（即求出它的柱面号、磁道号和扇区号）。 ①由位示图计算磁盘的相对块号的公式如下： 相对块号=字号*16+位号 ②再将相对块号转换成磁盘的物理地址： 柱面号=(相对块号/16)的商，也即柱面号=字号 ··· 位 字 0 1 2 39 磁道号=（（相对块号/16 的余数）/4）的商，也即（位号/4）的商 物理块号=（（（相对块号/16）的余数）/4）的余数，也即（位号/4）的余数 （3）当释放一个相对物理块时，运行回收程序...
