SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operations On-Line),即外部设备联机并行操作,通常称为“假脱机技术”。以下是对SPOOLing的详细解释:
一、技术简介
SPOOLing技术是一种外围设备同时联机操作技术,也称为排队转储技术。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,从而优化了计算机与外部设备之间的数据传输效率。
二、组成部分
SPOOLing系统主要由以下三部分组成:
- 输入井和输出井:输入井用于暂存输入设备传来的数据,而输出井则用于暂存将要输出到外部设备的数据。这两个井通常由磁盘或磁鼓上的一个区域构成,是假脱机系统中的虚拟设备的承载实体。
- 输入缓冲和输出缓冲:输入缓冲用于平滑输入设备的数据传输,而输出缓冲则用于平滑输出设备的数据传输。
- 输入进程SPi和输出进程SPo:输入进程SPi负责将数据从输入设备传送到输入井中,而输出进程SPo则负责将数据从输出井传送到输出设备上。
三、技术特点
- 提高了I/O速度:通过将I/O操作从CPU任务中分离出来,并采用异步的方式进行处理,SPOOLing技术显著提高了I/O速度,缓和了CPU与低速I/O设备速度不匹配的矛盾。
- 实现了虚拟设备功能:SPOOLing技术可以将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备,从而允许多个用户共享一台I/O设备。这使得多个进程可以同时使用一台独占设备,而对每一进程而言,都认为自己独占这一设备(尽管是逻辑上的)。
- 优化了资源利用:通过输入井和输出井的排队转储环节,SPOOLing技术可以更有效地利用系统资源,如磁盘空间和内存。
四、工作原理
当有进程要求对其打印输出时,SPOOLing系统并不是将这台打印机直接分配给进程,而是在共享设备(如磁盘或磁鼓)上的输出SPOOLing存储区中为其分配一块存储空间。进程的输出数据以文件形式存放于此,各进程的数据输出文件形成了一个输出队列。然后,输出SPOOLing系统控制打印机进程,依次将队列中的输出文件实际打印输出。
五、应用场景
SPOOLing技术广泛应用于各种需要优化I/O性能的场景中,如打印系统、批量处理系统以及网络传输系统等。在打印系统中,SPOOLing技术能够实现多个任务的同时打印,提高了打印效率。在网络传输系统中,它能够实现数据的缓存和排队,提高了网络传输的效率和可靠性。
综上所述,SPOOLing技术是一种重要的计算机数据处理技术,它通过优化I/O设备与主机之间的数据传输效率,显著提升了计算机系统的性能。