利用互斥锁实现顺序性.ppt

6.5.2　位示图法 　　1．位示图 　　位示图是利用二进制的一位来表示磁盘中一个盘块的使用情况。当其值为“0”时，表示对应的盘块空闲；为“1”时，表示已分配。有的系统把“0”作为盘块已分配的标志，把“1”作为空闲标志。(它们在本质上是相同的，都是用一位的两种状态来标志空闲和已分配两种情况。)磁盘上的所有盘块都有一个二进制位与之对应，这样，由所有盘块所对应的位构成一个集合，称为位示图。通常可用m × n个位数来构成位示图，并使m × n等于磁盘的总块数，如图6-22所示。 位示图也可描述为一个二维数组map： 　　Var map: array of bit； 图6-22　位示图 ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 2 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 3 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 16 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 　　2．盘块的分配 　　根据位示图进行盘块分配时，可分三步进行： 　　(1) 顺序扫描位示图，从中找出一个或一组其值为“0”的二进制位(“0”表示空闲时)。 　　(2) 将所找到的一个或一组二进制位转换成与之相应的盘块号。假定找到的其值为“0”的二进制位位于位示图的第i行、第j列，则其相应的盘块号应按下式计算： b = n(i - 1) + j 式中，n代表每行的位数。 (3) 修改位示图，令map[i,j]=1。 　　3．盘块的回收 　　盘块的回收分两步： 　　(1) 将回收盘块的盘块号转换成位示图中的行号和列号。转换公式为： i = (b - 1)DIV n + 1 j = (b - 1)MOD n + 1 　　(2) 修改位示图。令map[i,j] =0。 　　这种方法的主要优点是，从位示图中很容易找到一个或一组相邻接的空闲盘块。例如，我们需要找到6个相邻接的空闲盘块，这只需在位示图中找出6个其值连续为“0”的位即可。此外，由于位示图很小，占用空间少，因而可将它保存在内存中，进而使在每次进行盘区分配时，无需首先把盘区分配表读入内存，从而节省了许多磁盘的启动操作。因此，位示图常用于微型机和小型机中，如CP/M、Apple-DOS等OS中。 6.5.3　成组链接法 　　1．空闲盘块的组织 　　(1) 空闲盘块号栈用来存放当前可用的一组空闲盘块的盘块号(最多含100个号)，以及栈中尚有的空闲盘块号数N。顺便指出，N还兼作栈顶指针用。例如，当N=100时，它指向S.free(99)。由于栈是临界资源，每次只允许一个进程去访问，故系统为栈设置了一把锁。图6-23左部示出了空闲盘块号栈的结构。其中，S.free(0)是栈底，栈满时的栈顶为S.free(99)。 图6-23　空闲盘块的成组链接法 　　(2) 文件区中的所有空闲盘块被分成若干个组，比如，将每100个盘块作为一组。假定盘上共有10 000个盘块，每块大小为1 KB，其中第201～7999号盘块用于存放文件，即作为文件区，这样，该区的最末一组盘块号应为7901～7999；次末组为7801～7900……；第二组的盘块号为301～400；第一组为201～300，如图 6-23右部所示。 　　(3) 将每一组含有的盘块总数N和该组所有的盘块号记入其前一组的第一个盘块的S.free(0)～S.free(99)中。这样，由各组的第一个盘块可链成一条链。 图6-16　UNIX的文件目录 0　　　　 ?13 ?14　　　　 　?15 　　2) 磁盘索引结点 　　这是存放在磁盘上的索引结点。每个文件有惟一的一个磁盘索引结点，它主要包括以下内容： 　　(1) 文件主标识符，即拥有该文件的个人或小组的标识符。 　　(2) 文件类型，包括正规文件、目录文件或特别文件。 　　(3) 文件存取权限，指各类用户对该文件的存取权限。 　　(4) 文件物理地址，每一个索引结点中含有13个地址项，即iaddr(0)～iaddr(12)，它们以直接或间接方式给出数据文件所在盘块的编号。 　　(5) 文件长度，指以字节为单位的文件长度。 　　(6) 文件连接计数，表明在本文件系统中