操作系统-文件系统存储空间管理
#include
#include
using namespace std;
int B = 1;
int U = 100;
typedef struct Black
{
int Bnum;
int Bfirst;
int Bleng;
int Blast;
}Black;
typedef struct Use
{
char Ufile[8];
int Ufirst;
int Uleng;
int Ulast;
int Uflg;
}Use;
Black black[] = {{0,0,100,99}}; //初始化
Use use[100]= {0};
void bubbleSort(Black a[],int m)
//为了实现再次新建文件时提高分配利用率(将空白快按空白个数从小到大排序) {
for(int i = 0;i { for(int j = 0;i { if(a[j].Bfirst>a[j+1].Bfirst) { Black temp = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1] = temp; } } } } void PrintBlack() { int num =1; cout<<"***当前的空文件目录表"< cout<<"***序号首块号空白块个数末块号"< for(int i = 0;i { cout< num++; } cout< } void PrintUse() { cout<<"***当前的已使用文件目录***"< cout<<"序号首块号空白块个数末块号"< for(int i = 0;i { if(use[i].Uflg==1) { cout< } } cout< } void Distribute() { cout<<"输入文件名和块数"< char fname[8]; //文件名 int m; //块数 int temp; //记录要插入的首块号（空白区中的） int t= 1;//为了遍历完空白表的验证非法的输入（块数大于空白区的所有块数） cin>>fname>>m; for(int i = 0;i { t++; for(int j = 0;j { if(!strcmp(fname,use[j].Ufile)) { cout<<"***此文件名已经存在!请转换文件名***"< return; } } if(black[i].Bleng>=m) { temp = black[i].Bfirst; if(black[i].Bleng == m)//删除空白区 { for(int i =0;i { black[i].Bfirst = black[i+1].Bfirst; black[i].Bleng = black[i+1].Bleng; black[i].Blast = black[i+1].Blast; } B--; } else //修改空白区 { black[i].Bleng-=m; black[i].Bfirst+=m; } strcpy(use[U].Ufile,fname); use[U].Ufirst=temp; use[U].Uleng=m; use[U].Ulast=use[U].Ufirst+use[U].Uleng-1; use[U].Uflg=1; U++; break; } else { if(t==B) cout<<"由于m块数大于空闲区无法分配"< } } bubbleSort(black,B); PrintBlack(); PrintUse(); } void Release() { int flag = 0; //标记输入的文件名是否存在 int ufirst; //首块号 int uleng; //文件块数 int ulast; //文件末块 char fname[8]; cout<<"输入删除的文件的文件名"< cin>>fname; for(int i=0;i { int flag =1; int fT = 0; int Tnum =0; int fB = 0; int Bnum = 0; if(!strcmp(fname,use[i].Ufile)) { ulast=use[i].Ulast; ufirst=use[i].Ufirst; uleng=use[i].Uleng; use[i].Uflg=-1; for(int j =0;j if((black[j].Blast+1)==ufirst) { fT=1; //存在上邻 Tnum=j; } if((black[j].Bfirst-1)==ulast) { fB=1; //存在下邻 Bnum =j; } } if(fT&&(!fB)) //有上邻，无下邻 { black[Tnum].Bleng+=uleng; black[Tnum].Blast=ulast; } if(fT&&fB)//有上邻，有下邻 { black[Tnum].Bleng+=(uleng+black[Bnum].Bleng); black[Tnum].Blast=black[Bnum].Blast; for(Bnum = 0;Bnum { black[Bnum]=black[Bnum+1]; black[Bnum].Bnum=Bnum+1; } B--; } if ((!fT)&&(!fB)) //无上邻无下邻 { black[B].Bnum=B; black[B].Bfirst=ufirst; black[B].Bleng=uleng; black[B].Blast=ulast; B++; } if((!fT)&&fB) { black[Bnum].Bleng+=uleng; black[Bnum].Bfirst=ufirst; } } if(flag==0) { cout<<"***输入文件不存在***"< } bubbleSort(black,B); PrintBlack(); PrintUse(); } void main() { cout<<"***模拟文件存储空白文件目录***"< PrintBlack(); PrintUse(); int n; while(1) { cout<<"************"< cout<<"请按如下输入进行操作(分配:1 释放:2 结束:3)"; fflush(stdin); cin>>n; system("cls"); if(n==1) Distribute(); else if(n==2) Release(); else if(n==3) return; else { cout<<"重新输入"< } } } 第七章 一．选择题 1.FAT能描述文件的_B__特征。 A.文件逻辑 B.文件物理结构 C.文件共享 D.文件保护 2.文件的符号名与物理地址的转换是通过_C__来实现的。 A.索引 B.索引节点 C.文件目录 D.二级索引 3.在UNIX文件系统中，为了对磁盘空间的空闲块进行有效的管理，采用的方法是_B__。 A.空闲表 B.成组链接法 C.FAT D.位示图法 4.为了实现对文件的共享访问，在读写文件时需对文件加锁。现在已有一个用户对某文件进行了读加锁，则另一个用户对该文件的_B__加锁操作可以成功。 A.加读锁和写锁均不能成功 B.加读锁能成功 C. 加读锁和写锁均能成功 D. 加写锁能成功 5.操作系统实现文件管理后，允许用户对流式文件进行存取的最小单位是___D__。 A.数据项 B.记录 C.文件 D.字符 6. 操作系统采用多级目录结构可以__A__。 A.解决命令冲突 B.节省存储空间 C.缩短文件传送时间 D.减少系统开销 7.下述有关文件管理的叙述中，_C__是正确的。 A.一个文件不能同时多次建立 B.在一级目录结构中，不同用户可以用相同的文件名 C.文件系统主要是实现按名存取 D.逻辑记录的大小与存储介质块的大小必须一一对应 8.文件系统是指___D__。 A.文件的集合 B.实现文件管理的一组软件 C.文件的目录 D.文件及其属性、管理文件的软件和文件系统接口 9.文件系统的主要目的是__A__。 A.实现对文件的按名存取 B.实现虚拟存储 C.提高外存的读写速度 D.用于存储系统文件 10.操作系统实现文件管理后，用户对记录式文件进行存取的最小单位是_C__。 A.扇区 B.字节 C.目录 D.记录 11.为了解决不同用户文件的“命名冲突”问题，通常在文件系统中采用以下_B__方法。 A.约定的方法 B.多级目录 C.路径 D.索引 12.文件的绝对路径是指_C__。 A.文件名和文件扩展名 B.一系列的目录文件名和该文件的文件名 C.从根上到该文件所经历的路径中各符号名的集合 D.目录文件名和文件名的集合 13.文件的相对路径名从__A__开始，逐步沿着各级子目录追溯，最后到指定文件的整个路径上所有子目录名组成的一个字符串。 A.当前目录 B.根目录 C.多级目录 D.二级目录 14.对一个文件的访问，常由以下__A__共同控制。 操作系统内存管理 操作系统内存管理 1. 内存管理方法 内存管理主要包括虚地址、地址变换、内存分配和回收、内存扩充、内存共享和保护等功能。 2. 连续分配存储管理方式 连续分配是指为一个用户程序分配连续的内存空间。连续分配有单一连续存储管理和分区式储管理两种方式。 2.1 单一连续存储管理 在这种管理方式中，内存被分为两个区域：系统区和用户区。应用程序装入到用户区，可使用用户区全部空间。其特点是，最简单，适用于单用户、单任务的操作系统。CP／M和 DOS 2．0以下就是采用此种方式。这种方式的最大优点就是易于管理。但也存在着一些问题和不足之处，例如对要求内 存空间少的程序，造成内存浪费；程序全部装入，使得很少使用的程序部分也占用—定数量的内存。 2.2 分区式存储管理 为了支持多道程序系统和分时系统，支持多个程序并发执行，引入了分区式存储管理。分区式存储管理是把内存分为一些大小相等或不等的分区，操作系统占用其中一个分区，其余的分区由应用程序使用，每个应用程序占用一个或几个分区。分区式存储管理虽然可以支持并发，但难以进行内存分区的共享。 分区式存储管理引人了两个新的问题：内碎片和外碎片。 内碎片是占用分区内未被利用的空间，外碎片是占用分区之间难以利用的空闲分区(通常是小空闲分区)。 为实现分区式存储管理，操作系统应维护的数据结构为分区表或分区链表。表中各表项一般包括每个分区的起始地址、大小及状态(是否已分配)。 分区式存储管理常采用的一项技术就是内存紧缩(compaction)。 2.2.1 固定分区(nxedpartitioning)。 固定式分区的特点是把内存划分为若干个固定大小的连续分区。分区大小可以相等：这种作法只适合于多个相同程序的并发执行(处理多个类型相同的对象)。分区大小也可以不等：有多个小分区、适量的中等分区以及少量的大分区。根据程序的大小，分配当前空闲的、适当大小的分区。 优点：易于实现，开销小。 缺点主要有两个：内碎片造成浪费；分区总数固定，限制了并发执行的程序数目。 2.2.2动态分区(dynamic partitioning)。 动态分区的特点是动态创建分区：在装入程序时按其初始要求分配，或在其执行过程中通过系统调用进行分配或改变分区大小。与固定分区相比较其优点是：没有内碎 操作系统实验报告实验名称：文件管理 专业班级：网络工程1301 学号： 姓名： 2015 年6 月16 日 实验一文件管理 一、实验目的 文件管理是操作系统的一个非常重要的组成部分。学生应独立用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质容和执行过程有比较深入的了解，掌握它们的实施方法，加深理解课堂上讲授过的知识。 二、预备知识 1.VS2010的使用 2.C#的学习 3.文件主目录与子目录的理解 三、实验容与步骤 用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。要求设计一个10 个用户的文件系统，每次用户可保存10 个文件，一次运行用户可以打开5 个文件。系统能够检查打入命令的正确性，出错时能显示出错原因。对文件必须设置保护措施，例如只能执行，允许读等。在每次打开文件时，根据本次打开的要求，在此设置保护级别，即有二级保护。文件的操作至少有Create、delete、open、close、read、write 等命令。 所编写的程序应采用二级文件目录，即设置主文件目录和用户文件目录。前者应包含文件主及它们的目录区指针；后者应给出每个文件占有的文件目录，即文件名，保护码，文件长度以及它们存放的位置等。另外为打开文件设置运行文件目录（AFD），在文件打开时应填入打开文件号，本次打开保护码和读写指针等。 程序流程图： 逻辑设计： 使用线性数组表表示MFD，泛型数组表示UFD，每个元素包括用户ID、保存的文件数、再使用线性表表示文件信息，每个元素包括文件名，文件属性（保护码），文件的状态等信息。 物理设计： //主目录 private FileUser[] mfd; //当前用户 private FileUser currentuser; /// 第四章存储管理 1. C存储管理支持多道程序设计，算法简单，但存储碎片多。 A. 段式 B. 页式 C. 固定分区 D. 段页式 2.虚拟存储技术是 B 。 A. 补充内存物理空间的技术 B. 补充相对地址空间的技术 C. 扩充外存空间的技术 D. 扩充输入输出缓冲区的技术 3.虚拟内存的容量只受 D 的限制。 A. 物理内存的大小 B. 磁盘空间的大小 C. 数据存放的实际地址 D. 计算机地址位数 4.动态页式管理中的 C 是：当内存中没有空闲页时，如何将已占据的页释放。 A. 调入策略 B. 地址变换 C. 替换策略 D. 调度算法 5.多重分区管理要求对每一个作业都分配 B 的内存单元。 A. 地址连续 B. 若干地址不连续 C. 若干连续的帧 D. 若干不连续的帧 6.段页式管理每取一数据，要访问 C 次内存。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 7.分段管理提供 B 维的地址结构。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 8.系统抖动是指 B。 A. 使用计算机时，屏幕闪烁的现象 B. 刚被调出内存的页又立刻被调入所形成的频繁调入调出的现象 C. 系统盘不干净，操作系统不稳定的现象 D. 由于内存分配不当，造成内存不够的现象 9.在 A中，不可能产生系统抖动现象。 A. 静态分区管理 B. 请求分页式管理 C. 段式存储管理 D. 段页式存储管理 10.在分段管理中 A 。 A. 以段为单元分配，每段是一个连续存储区 B. 段与段之间必定不连续 C. 段与段之间必定连续 D. 每段是等长的 11.请求分页式管理常用的替换策略之一有 A 。 A. LRU B. BF C. SCBF D. FPF 12.可由CPU调用执行的程序所对应的地址空间为 D 。 A. 名称空间 B. 虚拟地址空间 C. 相对地址空间 D. 物理地址空间 13. C 存储管理方式提供二维地址结构。 A. 固定分区 B. 分页 第2章文件管理习题解答 1．什么是文件和文件系统？文件系统有哪些功能？ 【解答】文件是具有符号名而且在逻辑上具有完整意义的信息项的有序序列。 文件系统是指操作系统系统中实现对文件的组织、管理和存取的一组系统程序，它实现对文件的共享和保护，方便用户“按名存取”。 文件系统的功能“ （1）文件及目录的管理。如打开、关闭、读、写等。 （2）提供有关文件自身的服务。如文件共享机制、文件的安全性等。 （3）文件存储空间的管理。如分配和释放。主要针对可改写的外存如磁盘。（4）提供用户接口。为方便用户使用文件系统所提供的服务，称为接口。文件系统通常向用户提供两种类型的接口：命令接口和程序接口。不同的操作系统提供不同类型的接口，不同的应用程序往往使用不同的接口。 2．Linux文件可以根据什么分类？可以分为哪几类？各有什么特点？ 【解答】在Linux操作系统中，文件可以根据内部结构和处理方式进行分类。 在Linux操作系统中，可以将文件分为普通文件、目录文件、特别文件三类。 各类文件的特点是： 普通文件：由表示程序、数据或正文的字符串构成的文件，内部没有固定的结构。这种文件既可以是系统文件，也可以是库文件或用户文件。 目录文件：由文件目录构成的一类文件。对它的处理(读、写、执行)在形式上与普通文件相同。 特别文件：特指各种外部设备，为了便于管理，把所有的输入/输出设备都按文件格式供用户使用。这类文件对于查找目录、存取权限验证等的处理与普通文件相似，而其他部分的处理要针对设备特性要求做相应的特殊处理。 应该指出，按不同的分类方式就有不同的文件系统。 3．什么是文件的逻辑结构？什么是文件的物理结构？Linux文件系统分别采用什么样的结构？有什么优点和缺点? 【解答】文件的逻辑结构：用户对文件的观察的使用是从自身处理文件中数据时采用的组织方式来看待文件组织形式。这种从用户观点出发所见到的文件组织方式称为文件的逻辑组织。 文件的物理结构：从系统的角度考察文件在实际存储设备上的存放形式，又称为文件的存储结构。 在Linux系统中，所有文件的逻辑结构都被看作是流式文件，系统不对文件进行格式处理。 在Linux系统中，文件的物理结构采用的是混合多重索引结构，即将文件所占用盘块的盘块号，直接或间接地存放在该文件索引结点的地址项中。 在Linux系统中，采用混合索引结构的优点是，对于小文件，访问速度快；对于大中 一、选择 1．分页存储管理的存储保护是通过( )完成的. A.页表（页表寄存器） B.快表 C.存储键 D.索引动态重定 2．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成存中物理地址称为（）。 A、加载 B、重定位 C、物理化 D、逻辑化3．在可变分区存储管理中的紧凑技术可以---------------。 A.集中空闲区 B.增加主存容量 C.缩短访问时间 D.加速地址转换 4．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是( )。 A.减少程序占用的主存空间 B.物理上扩充主存容量 C.提高CPU效率 D.代码在主存中共享 5．存储管理方法中，( )中用户可采用覆盖技术。 A．单一连续区 B. 可变分区存储管理 C．段式存储管理 D. 段页式存储管理 6．把逻辑地址转换成物理地址称为（）。 A.地址分配 B.地址映射 C.地址保护 D.地址越界 7．在存分配的“最佳适应法”中，空闲块是按（）。 A.始地址从小到大排序 B.始地址从大到小排序 C.块的大小从小到大排序 D.块的大小从大到小排序 8．下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是（）。A.首次适应法 B.最佳适应法 C.最坏适应法 D.循环首次适应法 9．那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。 A.1024K B.1024M C.10G D.10G+1M 10．用空白链记录存空白块的主要缺点是（）。 A.链指针占用了大量的空间 B.分配空间时可能需要一定的拉链时间 C.不好实现“首次适应法” D.不好实现“最佳适应法” 11．一般而言计算机中（）容量(个数)最多. A.ROM B.RAM C.CPU D.虚拟存储器 12．分区管理和分页管理的主要区别是（）。 A.分区管理中的块比分页管理中的页要小 B.分页管理有地址映射而分区管理没有 C.分页管理有存储保护而分区管理没有 D.分区管理要求一道程序存放在连续的空间而分页管理没有这种要求。13．静态重定位的时机是（）。 A.程序编译时 B.程序时 C.程序装入时 D.程序运行时 14．通常所说的“存储保护”的基本含义是（） A.防止存储器硬件受损 B.防止程序在存丢失 C.防止程序间相互越界访问 D.防止程序被人偷看 15．能够装入存任何位置的代码程序必须是( )。 A.可重入的 B.可重定位 课程名称计算机操作系统实验名称文件系统存储空间管理模拟姓名学号 专业班级实验日期 成绩指导老师 一、实验目的 根据提出的文件分配和释放请求，动态显示磁盘空闲空间的 态以及文件目录的变化，以位示图和索引分配为例：每次执行请求后要求显示或打印位示图的修改位置、分配和回收磁盘的物理块地址、更新的位示图、目录。 二、实验原理 用数组表示位示图，其中的每一位对应磁盘一个物理块的状态，0表示、空闲，1表示分配；当请求分配一个磁盘块时，寻找到数组中为0的位，计算相对磁盘块号，并计算其在磁盘中的物理地址（柱面号、磁道号、物理块号），并将其状态由0变到1。当释放某一物理块时，已知其在磁盘中的物理地址，计算其相对磁盘块号，再找到位示图数组中的相应位，将其状态由1变为0。 三、主要仪器设备 PC机（含有VC） 四、实验容与步骤 实验容：1. 模拟文件空间分配、释放过程，可选择连续分配、链式分配、索引分配法；2. 文件空闲空间管理，可采用空白块链、空白目录、位示图法； 步骤如下： 1. 输入磁盘基本信息参数，计算位示图大小，并随机初始化位示图； （1）磁盘基本信息：磁盘柱面数m, 每柱面磁道数p, 每磁道物理块数q； （2）假设采用整数数组存放位示图，则数组大小为： Size= ceil（（柱面数*每柱面磁道数*每磁道物理块数）/（sizeof(int)*8））（3）申请大小为size的整数数组map，并对其进行随机初始化。 例如：假设m=2, p=4, q=8, 共有64个磁盘块，若sizeof(int)=2, 则位示图大小为4，map[4]如下： 地址到高地址位上。即map[0]的第0位到第15位分别对应0号磁盘块到15号磁盘块的状态，map[1]的第0位到第15位对应16号磁盘块到31号磁盘块的状 文件管理练习题 (一)单项选择题 1．操作系统对文件实行统一管理，最基本的是为用户提供( )功能。A．按名存取 B．文件共享 C．文件保护 D．提高文件的存取速度 2．按文件用途分类，编译程序是( )。 A．系统文件 B．库文件 C．用户文件 D．档案文件 3．( )是指将信息加工形成具有保留价值的文件。 A．库文件 B．档案文件 C．系统文件 D．临时文件 4．把一个文件保存在多个卷上称为( )。 A．单文件卷 B．多文件卷 C．多卷文件 D．多卷多文件 5．采取哪种文件存取方式，主要取决于( )。 A．用户的使用要求 B．存储介质的特性C．用户的使用要求和存储介质的特性 D．文件的逻辑结构 6．文件系统的按名存取主要是通过( )实现的。 A．存储空间管理 B．目录管理 C．文件安全性管理 D．文件读写管理 7．文件管理实际上是对( )的管理。 A．主存空间 B．辅助存储空间 C．逻辑地址空间D．物理地址空间 8．如果文件系统中有两个文件重名，不应采用( )结构。 A．一级目录 B．二级目录C．树形目录 D．一级目录和二级目录 9．树形目录中的主文件目录称为( )。 A．父目录 B．子目录 C．根目录 D．用户文件目录 10．绝对路径是从( )开始跟随的一条指向制定文件的路径。 A．用户文件目录 B．根目录C．当前目录 D．父目录 11．逻辑文件可分为流式文件和( )两类。A．索引文件 B．链接文件 C．记录式文件 D．只读文件 12．由一串信息组成，文件内信息不再划分可独立的单位，这是指( )。A．流式文件 B．记录式文件 C．连续文件 D．串联文件 13．记录式文件内可以独立存取的最小单位是由( )组成的。A．字 B．字节 C．数据项D．物理块 14．在随机存储方式中，用户以( )为单位对文件进行存取和检索。 A．字符串 B．数据项C．字节 D．逻辑记录 15．数据库文件的逻辑结构形式是( )。A．链接文件 B．流式文件 C．记录式文件 D．只读文件 16．文件的逻辑记录的大小是( )。 A．恒定的 B．相同的 C．不相同的 D．可相同也可不同 17．能用来唯一标识某个逻辑记录的数据项为记录的( )。 A．主键 B．次键 C．索引D．指针 18．在文件系统中，( )要求逻辑记录顺序与磁盘块顺序一致。A．顺序文件 B．链接文件 C．索引文件 D．串联文件 19．下列文件中，( )的物理结构不便于文件的扩充。A．顺序文件 B．链接文件 C．索引文件 D．多级索引文件 20．( )的物理结构对文件随机存取时必须按指针进行，效率较低。 A．连续文件 B．链接文件 C．索引文件 D．多级索引文件 2l．链接文件解决了顺序结构中存在的问题，它( )。 A．提高了存储空间的利用率 B．适合于随机存取方式 C不适用于顺序存取 D．指针存入主存，速度快 第六部分文件管理 1、文件系统的主要目的就是( )。 A、实现对文件的按名存取 B、实现虚拟存储 C、提供外存的读写速度 D、用于存储系统文件 2、文件系统就是指( )。 A、文件的集合 B、文件的目录集合 C、实现文件管理的一组软件 D、文件、管理文件的软件及数据结构的总体 3、文件管理实际上就是管理( )。 A、主存空间 B、辅助存储空间 C、逻辑地址空间 D、物理地址空间 4、下列文件的物理结构中,不利于文件长度动态增长的文件物理结构就是( )。 A、顺序文件 B、链接文件 C、索引文件 D、系统文件 5、下列描述不就是文件系统功能的就是( )。 A、建立文件目录 B、提供一组文件操作 C、实现对磁盘的驱动调度 D、实现从逻辑文件到物理文件间的转换 6、文件系统在创建一个文件时,为它建立一个( )。 A、文件目录 B、目录文件 C、逻辑结构 D、逻辑空间 7、索引式(随机)文件组织的一个主要优点就是( )。 A、不需要链接指针 B、能实现物理块的动态分配 C、回收实现比较简单 D、用户存取方便 8、面向用户的文件组织机构属于( )。 A、虚拟结构 B、实际结构 C、逻辑结构 D、物理结构 9、按文件用途来分,编译程序就是( )。 A、用户文件 B、档案文件 C、系统文件 D、库文件 10、将信息加工形成具有保留价值的文件就是( )。 A、库文件 B、档案文件 C、系统文件 D、临时文件 11、文件目录的主要作用就是( )。 A、按名存取 B、提高速度 C、节省空间 D、提高外存利用率 12、如果文件系统中有两个文件重名,不应采用( )。 A、一级目录结构 B、树型目录结构 C、二级目录结构 D、A与C 13、文件系统采用树型目录结构后,对于不同用户的文件,其文件名( )。 A、应该相同 B、应该不同 C、可以不同,也可以相同 D、受系统约束 14、文件系统采用二级文件目录可以( )。 A、缩短访问存储器的时间 B、实现文件共享 C、节省内存空间 D、解决不同用户间的文件命名冲突 实验报告 课程名称操作系统实验名称文件系统存储空间管理模拟专业班级计1001 姓名郭军涛学号201007010108 实验日期2013.06.20 成绩指导教师王潇潇 一、实验内容 1. 模拟文件空间分配、释放过程，可选择连续分配、链式分配、索引分配方法； 2. 文件空闲空间管理，可采用空白块链、空白目录、位示图方法； 二、实验要求及原理 根据提出的文件分配和释放请求，动态显示磁盘空闲空间的状态以及文件目录的变化，以位示图和索引分配为例：每次执行请求后要求显示或打印位示图的修改位置、分配和回收磁盘的物理块地址、更新的位示图、目录。 地址过程； 用数组表示位示图，其中的每一位对应磁盘一个物理块的状态，0表示、空闲，1表示分配；当请求分配一个磁盘块时，寻找到数组中为0的位，计算相对磁盘块号，并计算其在磁盘中的物理地址（柱面号、磁道号、物理块号），并将其状态由0变到1。 当释放某一物理块时，已知其在磁盘中的物理地址，计算其相对磁盘块号， 再找到位示图数组中的相应位，将其状态由1变为0。 三、实验步骤 1. 输入磁盘基本信息参数，计算位示图大小，并随机初始化位示图； （1）磁盘基本信息：磁盘柱面数m, 每柱面磁道数p, 每磁道物理块数q； （2）假设采用整数数组存放位示图，则数组大小为： Size= ceil（（柱面数*每柱面磁道数*每磁道物理块数）/ （sizeof(int)*8）） （3）申请大小为size的整数数组map，并对其进行随机初始化。 例如：假设m=2, p=4, q=8, 共有64个磁盘块，若sizeof(int)=2, 则位示图大小为4，map[4]如下： 操作系统文件管理 博文很长，我把一章的内容都总结在这里了。 在现代计算机系统中，要用到大量的程序和数据，因内存容量有限，且不能长期保存，故而平时总是把它们以文件的形式存放在外存中，需要时再随时将它们调入内存。如果由用户直接管理外存上的文件，不仅要求用户熟悉外存特性，了解各种文件的属性，以及它们在外存上的位置，而且在多用户环境下，还必须能保持数据的安全性和一致性。显然，这是用户所不能胜任、也不愿意承担的工作。于是，取而代之的便是在操作系统中又增加了文件管理功能，即构成一个文件系统，负责管理在外存上的文件，并把对文件的存取、共享和保护等手段提供给用户。这不仅方便了用户，保证了文件的安全性，还可有效地提高系统资源的利用率。 1. 有关文件的概念 文件： 具有符号名（文件名）的一组相关元素的有序序列，是一段程序或数据的集合。 文件系统： 是操作系统中统一管理信息资源的一种软件，管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用。 文件系统包含文件管理程序（文件与目录的集合）和所管理的全部文件，是用户与外存的接口，系统软件为用户提供统一方法（以数据记录的逻辑单位），访问存储在物理介质上的信息。 有关直接（随机）存取设备的磁盘知识：硬盘的读写原理和磁盘碎片的产生 2. 文件的分类 按性质和用途分类：系统文件、库文件、用户文件。 系统文件：由系统软件构成的文件，只允许用户通过系统调用或系统提供的专用命今来执行它们，不允许对其进行读写和修改。主要有操作系统核心和各种系统应用程序或实用工具程序和数据组成库文件：文件允许用户对其进行读取和执行，但不允许对其进行修改。主要由各种标准子程序库组成 用户文件：是用户通过操作系统保存的用户文件，由文件的所有者或所有者授权的用户才能使 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 实验报告 课程名称：操作系统 课程类型：必修 实验项目名称：文件管理 实验题目：设计一个多用户的文件系统 班级：实验学院一班 学号：6040310110 姓名：张元竞 设计成绩报告成绩指导老师 一、实验目的 随着社会信息量的极大增长，要求计算机处理的信息与日俱增，涉及到社会生活的各个方面。因此，文件管理是操作系统的一个非常重要的组成部分。学生应独立用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。从而对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解，掌握它们的实施方法，加深理解课堂上讲授过的知识。 二、实验要求及实验环境 用高级语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的工作过程。要求设计一个10个用户的文件系统，每次用户可保存10个文件，一次运行用户可以打开5个文件。系统能够检查打入命令的正确性，出错时能显示出错原因。对文件必须设置保护措施，例如只能执行，允许读等。在每次打开文件时，根据本次打开的要求，在此设置保护级别，即有二级保护。文件的操作至少有Create、delete、open、close、read、write等命令。 所编写的程序应采用二级文件目录，即设置主文件目录和用户文件目录。前者应包含文件主及它们的目录区指针；后者应给出每个文件占有的文件目录，即文件名，保护码，文件长度以及它们存放的位置等。另外为打开文件设置运行文件目录（AFD），在文件打开时应填入打开文件号，本次打开保护码和读写指针等。 三、设计思想（本程序中的用到的所有数据类型的定义，主程序的流程图及各程序模块之间的调用关系） 一．选择题 1.FAT 能描述文件的_B__特征。 A.文件逻辑 B.文件物理结构 C.文件共享 D.文件保护 2.文件的符号名与物理地址的转换是通过_C__来实现的。 A.索引 B.索引节点 C.文件目录 D.二级索引 3.在UNIX 文件系统中，为了对磁盘空间的空闲块进行有效的管理，采用的方法是_B__。 A.空闲表 B.成组链接法 C.FAT D.位示图法 4.为了实现对文件的共享访问，在读写文件时需对文件加锁。现在已有一个用户 对某文件进行了读加锁，则另一个用户对该文件的_B__加锁操作可以成功。 A.加读锁和写锁均不能成功 B.加读锁能成功 C. 加读锁和写锁均能成功 D. 加写锁能成功 5.操作系统实现文件管理后，允许用户对流式文件进行存取的最小单位是___D__。 A.数据项 B.记录 C.文件 D.字符 6.操作系统采用多级目录结构可以__A__ 。 A.解决命令冲突 B.节省存储空间 C.缩短文件传送时间 D.减少系统开销 7.下述有关文件管理的叙述中，_C__是正确的。 A.—个文件不能同时多次建立 B.在一级目录结构中，不同用户可以用相同的文件名 C.文件系统主要是实现按名存取 D.逻辑记录的大小与存储介质块的大小必须一一对应 8.文件系统是指___D__。 A.文件的集合 B.实现文件管理的一组软件 C.文件的目录 D.文件及其属性、管理文件的软件和文件系统接口 9.文件系统的主要目的是__A__。 A.实现对文件的按名存取 B.实现虚拟存储 C.提高外存的读写速度 D.用于存储系统文件 10.操作系统实现文件管理后，用户对记录式文件进行存取的最小单位是_C__。 A.扇区 B.字节 C.目录 D.记录 11.为了解决不同用户文件的“命名冲突” 问题，通常在文件系统中采用以下_B 方法。 A.约定的方法 B.多级目录C路径D.索引 12.文件的绝对路径是指_C__。 A.文件名和文件扩展名 B.—系列的目录文件名和该文件的文件名 C.从根上到该文件所经历的路径中各符号名的集合 D.目录文件名和文件名的集合 13.文件的相对路径名从__A__开始，逐步沿着各级子目录追溯，最后到指定文件的整个路径上所有子目录名组成的一个字符串。 A.当前目录 B.根目录C多级目录 D. 二级目录 14.对一个文件的访问，常由以下__A__ 共同控制。 A.用户的访问权限和文件属性 B用户的访问权限和用户的优先级 C.优先级和文件属性 宁德师范学院计算机系 实验报告 （2014—2015学年第二学期） 课程名称操作系统 实验名称实验四存储管理 专业计算机科学与技术（非师）年级2012级 学号B2012102147 姓名王秋指导教师王远帆 实验日期2015-05-20 2) 右键单击任务栏以启动“任务管理器”。 3) 在“Windows任务管理器”对话框中选定“进程”选项卡。 4) 向下滚动在系统上运行的进程列表，查找想要监视的应用程序。 请在表4-3中记录： 表4-3 实验记录 映像名称PID CPU CPU时间内存使用 WINWORD.EXE 5160 00 0：00：10 22772k 图1 word运行情况 “内存使用”列显示了该应用程序的一个实例正在使用的内存数量。 5) 启动应用程序的另一个实例并观察它的内存需求。 请描述使用第二个实例占用的内存与使用第一个实例时的内存对比情况： 第二个实例占用内存22772K，比第一个实例占用的内存大很多 4：未分页合并内存。 估算未分页合并内存大小的最简单方法是使用“任务管理器”。未分页合并内存的估计值显示在“任务管理器”的“性能”选项卡的“核心内存”部分。 总数(K) ：________220___________ 分页数：__________167___________ 未分页(K) ：_________34__________ 图2核心内存 还可以使用“任务管理器”查看一个独立进程正在使用的未分页合并内存数量和分页合并内存数量。操作步骤如下： 1) 单击“Windows任务管理器”的“进程”选项卡，然后从“查看”菜单中选择“选择列”命令，显示“进程”选项卡的可查看选项。 2) 在“选择列”对话框中，选定“页面缓冲池”选项和“非页面缓冲池”选项旁边的复选框，然后单击“确定”按钮。 返回Windows “任务管理器”的“进程”选项卡时，将看到其中增加显示了各个进程占用的分页合并内存数量和未分页合并内存数量。 仍以刚才打开观察的应用程序(例如Word) 为例，请在表4-4中记录： 表4-4 实验记录 映像名称PID 内存使用页面缓冲池非页面缓冲池 WINWORD.EXE 2964 37488 951 42 从性能的角度来看，未分页合并内存越多，可以加载到这个空间的数据就越多。拥有的物理内存越多，未分页合并内存就越多。但未分页合并内存被限制为256MB，因此添加超出这个限制的内存对未分页合并内存没有影响。 5：提高分页性能。 在Windows 2000的安装过程中，将使用连续的磁盘空间自动创建分页文件(pagefile.sys) 。用户可以事先监视变化的内存需求并正确配置分页文件，使得当系统必须借助于分页时的性能达到最高。 虽然分页文件一般都放在系统分区的根目录下面，但这并不总是该文件的最佳位置。要想从分页获得最佳性能，应该首先检查系统的磁盘子系统的配置，以了解它是否有多个物理硬盘驱动器。 1) 在“开始”菜单中单击“设置”–“控制面板”命令，双击“管理工具”图标，再双击“计算机管理”图标。 2) 在“计算机管理”窗口的左格选择“磁盘管理”管理单元来查看系统的磁盘配置。 如果系统只有一个硬盘，那么建议应该尽可能为系统配置额外的驱动器。这是因为：Windows 2000最多可以支持在多个驱动器上分布的16个独立的分页文件。为系统配置多个分页文件可以实现对不同磁盘I/O请求的并行处理，这将大大提高I/O请求的分页文件性能。 请在表4-5中记录： 表4-5 实验记录 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （201 —201 学年第二学期） 课程名称：操作系统开课实验室：年月日 一、实验目的 用C或C++语言编写和调试一个简单的文件系统，模拟文件管理的基本功能。从而 对各种文件操作命令的实质内容和执行过程有比较深入的了解。 二、实验原理及基本技术路线图（方框原理图） 用C模拟实现文件系统的管理；要求设计一个多级目录结构的文件系统，能正确描述文件控制块，采用合理的外存分配方式，能实现基本的目录及文件的操作，包括创建、删除、重命名、复制、移动等功能，并对文件有一定的存取权限控制。 功能设计: Help 显示命令帮助 dir 显示当前目录下的文件和文件夹 exit 退出系统 create [文件名] 创建文本文件 cdir [目录名] 创建文件夹 read [文件名] 读取一个文件最多可同时读取五个 close[文件名] 关闭一个文件 edit [文件名] 编辑一个文件 cd [目录名] 进子目录或者上级目录 attr [文件名] 显示该文件的属性 del [文件名] 删除文件 rename [文件名] 重命名 编辑功能流程图 删除文件流程图创建文件流程图 核心算法: bool Format(void); //格式化 bool install(void); //装载虚拟硬盘的数据 void login(void); /用户登陆 void showMenu(void);//显示功能菜单 bool onAction(void);//用户选择功能并执行 void createFile(string str);//创建文件 bool read(string str);//读取文件 void editFile(string str);//编辑文件 void Delete(string str);//删除一个文件 数据结构: /*---------常变量------*/ const unsigned int BLOCK_SIZE=512; //块长 const unsigned int DATA_BLOCK_NUM=512; //数据块数量 const unsigned int DINODE_START=4*BLOCK_SIZE; //inode起始位置 const unsigned int DINODE_SIZE=512; //inode大小 const unsigned int DINODE_NUM=32; //inode数量 const unsigned int DATASTART=(2+DINODE_NUM)*BLOCK_SIZE; //数据区的开始地址 const unsigned int ACCOUNT_NUM=10; //用户数量 /*inode结构体*/ struct inode{ unsigned short di_tag; /*inode标识*/ unsigned short di_number; /*关联文件数，当为0时表示删除文件,如一个目录至少 包含两个文件:"."和".."*/ unsigned short di_mode; /*存取模式:0为目录,1为文件*/ unsigned short di_userID; /*当前inode所属用户0为根目录ID,一次下去是管理员目 3.1 内存管理基础 内存管理的主要任务是：为多道程序的运行提供良好的环境，方便用户使用存储器，提高存储器的利用率以及从逻辑上扩充存储器。内存管理包括：内存分配，内存保护，地址映射，内存扩充。 --------------------------------------------------------------------------------------------- 应用程序的处理一般过程：由相应的语言处理程序将源程序模块对应转换成目标模块->由链接程序将所有相关的目标模块链接到一起，整合成一个可执行程序->由装入程序将程序装入内存后予以执行。 重定位的概念： 由于编译程序无法确定目标代码在执行时所对应的地址单元，故一般从0号单元开始为其编址。这样的地址称为相对地址、程序地址或虚拟地址。因此当装入程序将可执行代码装入内存时，必须通过地址转换将逻辑地址转换成内存地址，这个过程称为地址重定位。 重定位分为静态重定位和动态重定位两种，静态重定位在装入时将所有相对地址转换成绝对地址，这种装入方式要求作业在装入时就必须分配其要求的所有空间，整个运行过程中不能在内存中移动，也不能申请新空间；动态重定位是装入时不地址转换，在执行过程中由硬件的地址转换机构转换成绝对地址，这种装入方式可以将程序分配到不连续的存储区中，不必装入所有代码就可以运行，但是需要硬件支持。 在重定位中通常设置一个重定位寄存器，里面放的是程序的基址，物理地址=基址+相对地址程序链接的方式： 静态链接：在运行前链接 装入时动态链接：边装入边链接 运行时动态链接：运行到需要处才链接，便于修改和更新，便于实现共享 程序装入的方式： 绝对装入方式：在编译时就知道程序要驻留的内存地址（和静态重定位完全不是一回事）可重定位装入方式：有静态重定位和动态重定位两种 其他方式：和分页和分段相结合 --------------------------------------------------------------------------------------------- 交换和覆盖的目的都是扩充逻辑内存 交换技术：把暂时不用的某个程序及数据部分（或全部）从内存中移到外存，或吧指定的程序或数据从外存读到内存。交换技术打破了一个程序一旦进入主存便一直运行到结束的限制。 覆盖技术：（定义略）覆盖技术要求程序员实现把一个程序划分成不同的程序段，并规定好它们的覆盖结构。打破了一个进程必须在全部信息都装入内存后才可运行的限制。 --------------------------------------------------------------------------------------------- 连续分配管理方式： （1）单一连续分配：把内存空间分为系统区和用户区，每次只装入运行一个程序，存储器利用率极低。 （2）固定分区分配：将内存用户空间划分为若干个固定大小的区域，每个分区只装一道作业，分区大小可以相等也可以不等 优点：可用于多道程序系统最简单的存储分配 #include { cout< 第七章文件管理 第一节文件和文件系统 一、文件系统的引入 1、用户在使用计算机的过程中遇到的有关软件资源的两个基本问题： ●产生了新的资源时：怎样长期存放； ●使用系统中现有资源时：怎样检索，如何使用； 解决的方法：把信息以一种单元--文件--的形式存储在磁盘或其他外部存储介质上。文件由操作系统来统一管理，包括：文件的结构，命名，存取，使用，保护，以及实现方法。 2、现代OS中引入文件系统的目的 ●管理系统和用户的软件资源，让用户实现对信息的“按名存取”； ●提供信息的存储、检索、更新、共享和文件保护等一系列文件操作，使用户能方便有效地使用和操作文件； ●文件系统给用户带来的好处是：使用方便、数据安全、接口统一 3、文件系统的功能 ●统一管理文件的存储空间(外存空间)，实施存储空间的分配与回收●实现文件的按名存取：名字空间映射存储空间 ●实现文件信息的共享，并提供文件的保护和保密措施 ●向用户提供一个方便使用的接口 ●系统维护及向用户提供有关信息 ●提供与I/O的统一接口 文件系统在操作系统接口中占的比例最大，用户使用操作系统的 感觉在很大程度上取决于对文件系统的使用效果。 二、文件系统中的相关概念 1、数据项：构成文件内容的基本单位 ●基本数据项。这是用于描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最小逻辑数据单位，即原子数据，又称为数据元素或字段。它的命名往往与其属性一致。 ●组合数据项。它是由若干个基本数据项组成的，简称组项。 2、记录：是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的一组属性。 3、关键字：是能唯一标识一个记录的数据项。记录的关键字可以不止一个；关键字可以是一个基本数据项，也可以是一个组合数据项。 4、文件：是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合，可分为有结构文件和无结构文件两种。 在有结构的文件中，文件由若干个相关记录组成(是记录的序列)；而无结构文件则被看成是一个字符(字节)流。 文件是文件系统中一个最大的数据单位，它描述了一个对象集。 图7-1文件、记录和数据项之间的层次关系文件管理习题集与答案解析
操作系统内存管理复习过程
操作系统文件管理实验报告
第四章 操作系统存储管理(练习题)
操作系统原理与应用第2章文件管理
计算机操作系统存储管理练习题
文件系统存储空间管理模拟实验报告
操作系统文件管理练习和答案
操作系统文件管理_答案
文件系统存储空间管理模拟
操作系统文件管理
计算机操作系统实验-文件管理
文件管理习题及答案
操作系统实验四存储管理
操作系统 实验报告 文件管理
操作系统复习-存储管理
操作系统-文件系统存储空间管理
计算机操作系统第七章-文件管理资料