假脱机技术,也称为 SPOOLing技术,是一种 将独占设备改为共享设备的技术。它通过多道程序环境下的软件模拟,使得低速输入输出设备能够与主机进行交换数据,从而实现“脱机”输入输出的效果。这种技术能够有效缓解CPU与慢速I/O设备之间的速度矛盾,提高系统整体性能。
SPOOLing系统组成
一个完整的SPOOLing系统主要由以下几部分组成:
输入井和输出井:
这是在磁盘上开辟的两个大存储空间,用于暂存从低速设备输入的数据和将要输出到低速设备的数据。
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,用于暂存从低速设备读入的数据和将要写入低速设备的数据。
输入进程和输出进程:
系统会建立输入进程和输出进程,分别模拟脱机输入时的外围控制机和脱机输出时的外围控制机。
工作原理
当用户提交一个I/O请求时,系统会将数据从低速设备读入输入缓冲区,当缓冲区满时,将数据写入外存的输入井中。输入进程会不断从输入井中读取数据,直到一个作业输入完毕。同样,输出进程会从输出井中读取数据,将其写入内存缓冲区,然后输出到低速设备。
优点
提高设备利用率:
通过将独占设备改为共享设备,多个进程可以同时使用同一设备,提高了设备的利用率。
缓解CPU与I/O设备的矛盾:
由于I/O操作通常比CPU操作慢得多,通过SPOOLing技术,CPU可以不必等待I/O操作完成,从而提高了系统的整体性能。
实现脱机输入输出:
用户可以在不等待I/O操作完成的情况下继续执行其他任务,实现了脱机输入输出的效果。
应用实例
SPOOLing技术广泛应用于各种需要共享慢速输入输出设备的场景,例如打印机、磁带机等。通过SPOOLing技术,可以将一台独享的打印机改造为可供多个用户共享的打印机,从而大大提高了打印机的使用效率。
总之,假脱机技术(SPOOLing)是一种通过软件模拟实现低速输入输出设备与主机交换数据的技术,它能够显著提高系统性能和设备利用率,是现代计算机系统中不可或缺的一部分。