操作系统第五章_03 假脱机技术 (SPOOLing技术)

简介: 操作系统第五章_03 假脱机技术 (SPOOLing技术)

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什么是脱机技术

==为什么称为“脱机”——脱离主机的控制进行的输入/输出操作。==

手工操作阶段:主机直接从 I/O设备获得数据,由于设备速度慢,主机速度很快。人机速度矛盾明显,主机要浪费很多时间来等待设备
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批处理阶段引入了脱机输入/输出技术(用磁带完成)

引入脱机技术后,缓解了CPU与慢速I/O设备的速度矛盾。另一方面,即使CPU在忙碌,也可以提前将数据输入到磁带;即使慢速的输出设备正在忙碌,也可以提前将数据输出到磁带。

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假脱机技术 —— 输入井和输出井

假脱机技术”,又称“SPOOLing 技术”是用软件的方式模拟脱机技术。 SPOOLing 系统的组成如下
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在磁盘上开辟出两个存储区域——“输入井”和“输出井”

“输入井”模拟脱机输入时的磁带,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带,用于收容用户进程输出的数据

“输入进程”模拟脱机输入时的外围控制机
“输出进程”模拟脱机输出时的外围控制机

在输入进程的控制下,“输入缓冲区”用于暂存从输入设备输入的数据,之后再转存到输入井中
在输出进程的控制下,“输出缓冲区”用于暂存从输出井送来的数据,之后再传送到输出设备上

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共享打印机

独占式设备——只允许各个进程串行使用的设备。一段时间内只能满足一个进程的请求。
共享设备——允许多个进程“同时”使用的设备(宏观上同时使用,微观上可能是交替使用)。可以同时满足多个进程的使用请求。

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当多个用户进程提出输出打印的请求时,系统会答应它们的请求,但是并不是真正把打印机分配给他们,而是由假脱机管理进程为每个进程做两件事:
(1)在磁盘输出井中为进程申请一个空闲缓冲区(也就是说,这个缓冲区是在磁盘上的),并将要打印的数据送入其中;
(2)为用户进程申请一张空白的打印请求表,并将用户的打印请求填入表中(其实就是用来说明用户的打印数据存放位置等信息的),再将该表挂到假脱机文件队列上。
当打印机空闲时,输出进程会从文件队列的队头取出一张打印请求表,并根据表中的要求将要打印的数据从输出井传送到输出缓冲区,再输出到打印机进行打印。用这种方式可依次处理完全部的打印任务

虽然系统中只有一个台打印机,但每个进程提出打印请求时,系统都会为在输出井中为其分配一个存储区(相当于分配了一个逻辑设备),使每个用户进程都觉得自己在独占一台打印机,从而实现对打印机的共享。
SPOOLing 技术可以把一台物理设备虚拟成逻辑上的多台设备,可将独占式设备改造成共享设备。

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