自考复习：文件结构与设备管理核心考点

文件的物理结构指文件在存储介质上的存放方式，常见的有串联结构、连续结构和索引结构。串联结构将文件块分散存放，通过指针链接；连续结构要求文件占用连续的存储块；索引结构则通过索引表记录各块的地址。

在直接存取法下，三种结构的效率不同：索引文件效率最高，因为可以直接通过索引表定位任意块；连续文件效率居中，通过计算块号可直接访问，但存在碎片问题；串联文件效率最低，因为必须沿指针链顺序查找才能访问目标块。

• 串联结构：通过指针链接，适合顺序访问，直接存取效率低。
• 连续结构：占用连续块，直接存取较快，但易产生碎片。
• 索引结构：通过索引表直接定位，直接存取效率最高。

文件目录用于管理系统中数量庞大、种类繁多的文件，帮助用户快速找到所需文件。目录项是目录的基本单位。

一个文件目录项通常包含以下信息：文件的标识信息（如文件名）、文件的结构信息、文件的存取控制信息以及文件的管理信息。

• 作用：便于用户检索文件，实现文件按名存取。
• 目录项内容：标识信息、结构信息、存取控制信息、管理信息。

文件存储空间的管理是文件系统的重要功能，常用方法包括空白文件目录、空白块链和位示图。

空白文件目录将未分配区域视为空白文件，并建立目录管理；空白块链通过链接指针或索引结构将所有空白块组织成一个空白文件；位示图则用一张图反映整个盘空间的分配情况，每位对应一个块。

• 空白文件目录：为每个空白文件建立表目。
• 空白块链：用指针或索引链接所有空白块。
• 位示图：用二进制位表示块的使用状态。

设备管理的目标包括方便性、并行性、均衡性和独立性。方便性让用户使用设备更简单；并行性提高设备工作的并行程度；均衡性使设备分配更均衡；独立性使用户的输入输出请求与实际设备无关。

设备管理的功能主要有：动态记录管理设备状态，包括通道和控制器状态；按调度算法将设备分配给请求进程；完成实际的I/O操作。

• 目标：方便性、并行性、均衡性、独立性。
• 功能：状态记录、设备分配、完成I/O操作。

在配置通道的计算机系统中，查找从主存到设备的一条可用通路需要利用UCB、CUCB和CCB。

根据请求的I/O设备，通过系统状态表找到该设备的UCB，再由UCB找到相连的CUCB，由CUCB找到相连的CCB，从而构成从主存到设备的通路。若通路可用，则在UCB、CUCB、CCB中登记进程名；若暂时无可用通路，则排队等候。

• UCB：设备控制块，记录设备信息。
• CUCB：控制器控制块，记录控制器信息。
• CCB：通道控制块，记录通道信息。

常见的I/O调度算法有先来先服务和优先级高者优先两种。

在I/O调度中不能采用时间片轮转法，因为I/O操作具有连续性：一个通道程序一旦启动便一直运行到完成，期间不会产生中断，无法像进程调度那样按时间片切换。

• 先来先服务：按请求顺序分配。
• 优先级高者优先：按优先级分配。
• 时间片轮转不适用：I/O操作不可中断，需连续完成。

直接存取法下，串联、连续和索引文件哪种效率最高？

索引文件效率最高，连续文件居中，串联文件最低。

文件目录项通常包含哪些信息？

包括文件的标识信息、结构信息、存取控制信息和管理信息。

为什么I/O调度中不能采用时间片轮转法？

因为I/O操作一旦启动便连续进行直至完成，期间不会产生中断，无法按时间片切换。