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…..

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步驟

具體內容

步驟1：初始化位示圖

初始化一個位示圖來表示磁盤空間的占用情況。

使用16位字來表示一個柱面的狀態，初始狀態為第一個字為"1"，其余全部為"0"，表示柱面1被占用，其余柱面為空閑。

步驟2：文件分配磁盤空間

用戶輸入文件信息，包括文件名和文件大小。

根據位示圖為文件分配磁盤塊，可以不連續分配。這意味著文件的數據塊可以分散在磁盤上。

輸出分配的磁盤塊的相對塊號和其絕對地址CHS（柱面號、磁頭號、扇區號）。

更新位示圖以反映已分配的磁盤塊狀態。

步驟3：釋放文件所占的磁盤空間

用戶輸入要釋放的文件名。

根據文件名查找該文件所占用的磁盤塊。

輸出被釋放的磁盤塊的相對塊號和其絕對地址CHS。

更新位示圖以反映已釋放的磁盤塊狀態。

步驟4：輸出磁盤位示圖和文件信息

用戶可以選擇輸出磁盤位示圖，以查看磁盤空間的占用情況。

用戶還可以選擇輸出磁盤中的所有文件信息，包括文件名、大小和存儲位置等信息。

目標計算量

計算公式

柱面號C

C = LBA / (n * m)

磁頭號H

H = (LBA / m) % n

扇區號S

S = (LBA % m)

#include <iostream>

#include <vector>

#include <unordered_map>

using namespace std;

// 文件信息結構體（FCB，file control block）

struct FileInfo { ?

? ? string file_name; ? ? ? ? ? ? ? // 文件名字

? ? int file_size; ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 文件大小

? ? vector<int> allocated_sectors; ?// 文件分配的扇區

};

// 存儲管理器結構體（磁盤管理）

struct StorageManager { ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? int available_sectors; ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 可用扇區總數

? ? vector<vector<int>> bitmap; ? ? ? ? ? ? // 磁盤位圖

? ? unordered_map<string, FileInfo> files; ?// 文件映射

? ? StorageManager(); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 構造函數

? ? bool createFile(const string&, int); ? ?// 創建文件

? ? void displayStatus(); ? ? ? ? ? ? ? ? ? // 顯示存儲狀態

? ? void fileDetails(const FileInfo&); ? ? ?// 顯示文件詳情

? ? bool deleteFile(const string&); ? ? ? ? // 刪除文件

};

// 構造函數

// 假定現有一個磁盤組，共有8個柱面。每個柱面有4個磁道，每個磁道又劃分成4個物理盤塊。

StorageManager::StorageManager() : available_sectors(128) {

? ? bitmap.resize(8, vector<int>(16, 0)); ? // 構造8*16個空盤塊

? ? for (int j = 0; j < 16; ++j) {

? ? ? ? bitmap[0][j] = 1; ?// 預留第一行作為系統文件，該柱面不可用

? ? ? ? // 位示圖的初始狀態為第1個字為“1”，其他全部空閑。

? ? }

}

// 創建文件函數

bool StorageManager::createFile(const string& name, int size) {

? ? if (files.find(name) != files.end()) { ?// 如果文件名字不在末尾，則沖突

? ? ? ? cout << "錯誤: 文件已存在。"<< endl;

? ? ? ? return false;

? ? } ?

? ? if (size > available_sectors) { ? ? // 如果文件大小大于空閑扇區大小

? ? ? ? cout << "錯誤: 空間不足。"<< endl;

? ? ? ? return false;

? ? }

? ?

? ? // 創建新文件的FCB

? ? FileInfo newFile{ name, size, {} };

? ?

? ? // 更新位示圖中信息

? ? for (int i = 0; i < bitmap.size() && size > 0; ++i) {

? ? ? ? for (int j = 0; j < bitmap[i].size() && size > 0; ++j) {

? ? ? ? ? ? if (bitmap[i][j] == 0) { ? ?// 如果這個盤塊為空

? ? ? ? ? ? ? ? bitmap[i][j] = 1; ? // 設置為已經分配

? ? ? ? ? ? ? ? newFile.allocated_sectors.push_back(i * 16 + j); ? ?// 分配區增加這個盤塊

? ? ? ? ? ? ? ? --size; ? ? // 空閑區大小-=1

? ? ? ? ? ? ? ? --available_sectors; ? ?// 同上

? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? }

? ? }

? ? files[name] = newFile; ?// hash表設置

? ? fileDetails(newFile); ? // 顯示新建文件詳情

? ? return true;

}

// 顯示磁盤分配情況函數

void StorageManager::displayStatus() {

? ? cout << "磁盤位圖：" << endl;

? ? for (int i = 0; i < bitmap.size(); ++i) {

? ? ? ? for (int j = 0; j < bitmap[i].size(); ++j) {

? ? ? ? ? ? cout << bitmap[i][j] << ' ';

? ? ? ? }

? ? ? ? cout << endl; ? // 換行顯示

? ? }

? ?

? ? cout << endl << "文件列表:" << endl;

? ? for (const auto& pair : files) {

? ? ? ? cout << pair.first << "\t大小: " << pair.second.file_size << endl;

? ? }

? ? cout << endl;

}

// 顯示文件內存詳情函數

void StorageManager::fileDetails(const FileInfo& file) {

? ? cout << "文件 '" << file.file_name << "' 的詳細信息："<< endl;

? ? for (int sector : file.allocated_sectors) {

? ? ? ? cout << "扇區: " << sector << "；"; ? ?//遍歷扇區

? ? }

? ? cout << endl;

}

// 刪除文件函數

bool StorageManager::deleteFile(const string& name) {

? ? auto it = files.find(name);

? ? if (it == files.end()) {

? ? ? ? cout << "錯誤: 文件不存在。"<< endl;

? ? ? ? return false;

? ? }

? ? for (int sector : it->second.allocated_sectors) {

? ? ? ? int i = sector / 16;

? ? ? ? int j = sector % 16;

? ? ? ? bitmap[i][j] = 0;

? ? ? ? ++available_sectors;

? ? }

? ? files.erase(it);

? ? cout << "文件 '" << name << "' 已刪除。"<< endl;

? ? return true;

}

// 菜單函數

void menu(StorageManager manager){

? ? manager.displayStatus();

? ? cout << "根據數字提示選擇操作: ";

? ? cout << endl << "1:創建文件, 2:刪除文件, 3:退出系統"<< endl;

}

// 主函數

int main() {

? ? StorageManager manager;

? ? int action;

? ? string filename;

? ? int filesize;

? ? while (true) {

? ? ? ? cout << endl;

? ? ? ? menu(manager);

? ? ? ? cin >> action;

? ? ? ? switch (action) {

? ? ? ? ? ? case 1:

? ? ? ? ? ? ? ? cout << "輸入文件名: ";

? ? ? ? ? ? ? ? cin >> filename;

? ? ? ? ? ? ? ? cout << "輸入文件大小: ";

? ? ? ? ? ? ? ? cin >> filesize;

? ? ? ? ? ? ? ? if (manager.createFile(filename, filesize)) {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? cout << "文件創建成功。\n";

? ? ? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 2:

? ? ? ? ? ? ? ? cout << "輸入要刪除的文件名: ";

? ? ? ? ? ? ? ? cin >> filename;

? ? ? ? ? ? ? ? if (manager.deleteFile(filename)) {

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? cout << "文件刪除成功。\n";

? ? ? ? ? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? ? ? case 3:

? ? ? ? ? ? ? ? cout << "程序退出。\n";

? ? ? ? ? ? ? ? return 0;

? ? ? ? ? ? default:

? ? ? ? ? ? ? ? cout << "無效的操作。\n";

? ? ? ? }

? ? }

? ? return 0;

}

/*

測試用例：

【創建文件】

1

f1

5

?

1

f2

10

1

f3

20

【刪除f1】

2

f1

【重新創建更大的f1】

1

f1

10

【隨機刪除】

2

f2

2

f3

2

f1

【結束】

*/