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  • SPOOLing(假脱机)技术

    SPOOLing简介

    SPOOLing (即外部设备联机并行操作),即Simultaneous Peripheral Operations On-Line的缩写,它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术,通常称为“假脱机技术”。
    SPOOLing技术实际上是一种外围设备同时联机操作技术,又称为排队转储技术。它在输入和输出之间增加了“输入井”和“输出井”的排队转储环节。

    虚拟性是OS的四大特性之一。如果说可以通过多道程序技术将一台物理CPU虚拟为多台逻辑CPU,从而允许多个用户共享一台主机,那么,通过SPOOling技术便可将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备,同样允许多个用户共享一台物理I/O设备。

    组成

    1.输入井和输出井:输入井和输出井的存储区域是在磁盘上开辟出来的。输入输出井中的数据一般以文件的形式组织管理,这些文件称之为井文件。一个文件仅存放某一个进程的输入或输出数据,所有进程的数据输入或输出文件链接成为一个输入输出队列。
    2.输入缓冲区和输出缓冲区:输入缓冲区和输出缓冲区的存储区域是在内存中开辟出来的。主要用于缓和CPU和磁盘之间速度不匹配的矛盾。输入缓冲区用于暂存有输入设备传送的数据,之后再传送到输入井;输出缓冲区 同理。
    3.输入进程和输出进程:输入进程也称为预输入进程,用于模拟脱机输入时的外围控制机,将用户要求的数据从输入设备传送到输入缓冲区,再存放到输入井。当CPU需要的时候,直接从输入井将数据读入内存。反之,输出的同理。
    4.井管理程序:用于控制作业与磁盘井之间信息的交换。

    特点

    1.提高了I/O的速度:对数据执行的I/O操作,已从对低速I/O设备执行的I/O操作演变为对磁盘缓冲区中数据的存取,如同脱机输入输出一样,提高了I/O速度,缓和了CPU和低速的I/Os设备之间速度的不匹配的矛盾。
    2.将独占设备改造成了共享设备:因为在假脱机打印机系统中,实际上并没有为任何进程分配设备,而只是在磁盘缓冲区中为进程分配了一个空闲盘块和建立了一张I/O请求表。
    3.实现了虚拟设备功能:宏观上,对于每一个进程而言,它们认为是自己独占了一个设备,即使实际上是多个进程在同时使用一台独占设备。也可以说,假脱机系统,实现了将独占设备变换为若干台对应的逻辑设备的功能。

    SPOOLing技术如何使一台打印机虚拟成多台打印机?

    答:将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机,是应用SPOOLing技术的典型实例。具体做法是:系统对于用户的打印输出,但并不真正把打印机分配给该用户进程,而是先在输出井中申请一个空闲盘块区,并将要打印的数据送入其中;然后为用户申请并填写请求打印表,将该表挂到请求打印队列上。若打印机空闲,输出程序从请求打印队首取表,将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区,再进行打印,直到打印队列为空。

     

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