操作系统课堂笔记(3)SPOOLing系统工作原理与系统调用

本文详细介绍了操作系统中SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operations On-line)系统的工作原理,包括其组成部分、运行过程以及如何通过系统调用来实现。SPOOLing技术允许多个进程共享I/O设备,提高了设备利用率和系统效率。

SPOOLing系统工作原理
含义:
同时的外围设备联机操作(假脱机技术)
包括:
–输入程序模块(预输入进程)
–作业调度程序(作业调度进程)
–作业控制程序(作业控制进程)
–输出程序模块(缓输出进程)
•作业执行前用慢速设备将作业预先输入到后援存储器(如磁盘、磁鼓,称为 输入井)中,称为 预输入
•作业运行中,当要使用数据时,直接从输入井中取出
•作业运行中,需要输出数据时,不必直接启动外部设备输出数据,只需将这些数据写入 输出井
•作业全部运行完毕,再从外部设备输出全部数据和信息,称为 缓输出
实现了对作业输入、组织调度和输出的统一管理
•使外设在CPU直接控制下,与CPU并行工作(称为假脱机)

系统调用

用户在程序中调用操作系统提供的一些子功能
•一种特殊的过程调用,由特殊的机器指令实现(每种机器的机器指令集中都有一条系统调用指令——访管指令)
•系统调
设计一个SP00LING输出进程和两个请求输出的用户进程,以及一个SP00LING输出服务程序。当请求输出的用户进程希望输出一系列信息时,调用输出服务程序,由输出服务程序将该信息送入输出井。待遇到一个输出结束标志时,表示进程该次的输出文件输出结束。之后,申请一个输出请求块(用来记录请求输出的用户进程的名字、信息在输出井中的位置、要输出信息的长度等),等待SP00LING进程进行输出。 SP00LING输出进程工作时,根据请求块记录的各进程要输出的信息,将其实际输出到打印机或显示器。这里,SP00LING输出进程请求输出的用户进程可并发运行。 (1)功能分析 当输入“第一个用户进程的请求为:”,“第二个用户进程的请求为:”后,按下“确定”键,再右侧文本区中将显示两个请求输出的用户进程请求的数据,以及SPOOLING输出进程输出的数据。其中两个请求输出的用户进程的调度的概率各为0.45,SPOOLING输出进程的调度为0.10,该调度以随机数发生器产生的随机数来模拟。 (2)进程状态 进程基本状态有3种,分别为可执行、等待和结束。可执行态就是进程正在运行或等待调度的状态;等待状态又分为等待状态1、等待状态2和等待状态3。 状态变化的条件为: ①进程执行完成时,置为“结束”态。 ②服务程序在将输出信息送输出井时,如发现输出井已满,将调用进程置为“等待状态1”。 ③SP00LING进程在进行输出时,若输出井空,则进入“等待状态2”。 ④SP00LING进程输出一个信息块后,应立即释放该信息块所占的输出井空间,并将正在等待输出的进程置为“可执行状态”。 ⑤服务程序在输出信息到输出井并形成输出请求信息块后,若SP00LING进程处于等待态,则将其置为“可执行状态”。 ⑥当用户进程申请请求输出块时,若没有可用请求块时,调用进程进人“等待状态3”。
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