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【操作系统】SPOOLing技术(外部设备联机并行操作/假脱机技术)

2020/11/22 21:49:03 人评论 文章标签: 思维SPOOLing共享单车论文

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(生活中最常见的就是多台电脑共享同一个打印机) 目的:为了缓和CPU的高速性与I/O设备低速性之间的矛盾而引入了脱机输入/输出技术。…

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(生活中最常见的就是多台电脑共享同一个打印机)

目的:为了缓和CPU的高速性与I/O设备低速性之间的矛盾而引入了脱机输入/输出技术。该技术是利用专门的外围控制机,将低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上;或者相反。 SPOOLing的意思是外部设备同时联机操作,又称为假脱机输入/输出操作,是操作系统中釆 用的一项将独占设备改造成共享设备的技术。

例子:共享打印机是使用SPOOLing技术的一个实例,这项技术已被广泛地用于多用户系统和 局域网络中。当用户进程请求打印输出时,SPOOLing系统同意为它打印输出,但并不真正 立即把打印机分配给该用户进程,而只为它做两件事:

  • 由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区,并将要打印的数据送入其中。
  • 输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表,并将用户的打印要求填入 其中,再将该表挂到请求打印队列上。

 

  • SPOOLing组成:
    (1)  输入井和输出井。这是在磁盘上开辟出来的两个存储区域。输入井模拟脱机输入时的磁盘,用于收容I/O设备输入的数据。输出井模拟脱机输出时的磁盘,用于收容用户程序的输出数据。输入/输出井中的数据一般以文件的形式组织管理,我们把这些文件称为井文件。一个文件仅存放某一个京城的输入(或者输出)数据,所有进程的数据输入(或输出)文件链接称为一个输入(或输出)队列。

    (2)输入缓冲区和输出缓冲区。这是在内存中开辟的两个缓冲区,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由输入设备传送的数据,之后再传送到输入井。输出缓冲区用于暂存从输出井传送的数据,之后再传送到输出设备。

    (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需要输入设备时,直接从输入井读入内存。输出进程也称为缓输出进程,用于模拟脱机输出时的外围控制机,把用户要求输入的数据从内存传送并存放到输出井,待输出设备空闲时,再将输出井中的数据经过输出缓冲区输出至输出设备上。

    (4)井管理程序。用于控制作业与磁盘井之间信息的交换。当作业执行过程中向某台设备发出启动输入或输出操作请求时,由操作系统调用井管理程序,由其控制从输入井读取信息或将信息输出至输出井。

    组成图:

SPOOLing技术的特点:
(1)提高了I/O速度。从对低速I/O设备进行的I/O操作变为对输入井或输出井的操作,如同脱机操作一样,提高了I/O速度,缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾。
(2)将独占设备改造为共享设备。因为在SPOOLing系统的系统中,实际上并没为任何进程分配设备,而知识在输入井或输出井中为进程分配一个存储区和建立一张I/O请求表。这样,便把独占设备改造为共享设备。
(3)实现了虚拟设备功能。多个进程同时使用一独享设备,而对每一进程而言,都认为自己独占这一设备,从而实现了设备的虚拟分配。不过,该设备是逻辑上的设备。


SPOOLing除了是一种速度匹配技术外,也是一种虚拟设备技术。用一种物理设备模拟另一类物理设备,使各作业在执行期间只使用虚拟的设备,而不直接使用物理的独占设备。这种技术可使独占的设备变成可共享的设备,使得设备的利用率和系统效率都能得到提高。

本文链接: http://xiahunao.cn/news/show-845745.html

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