spooling技术模拟实现

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1、摘要SPOOLing技术实际上是一种外围设备同时联机操作技术。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，以消除用户的“联机”等待时间。在系统输入模块收到作业输入请求信号后，输入管理模块中的读过程负责将信息从输入装置中读入输入井缓冲区。当缓冲区满时，由写过程将信息从缓冲区写到外存的输入井中，读过程和写过程反复循环，直到一个作业输入完毕。当读过程读到一个硬件结朿标志之后，系统再次驱动写过程把最后一批信息写入外存输入丼并调用中断处理程序结朿该次输入。然后，系统为该作业建立作业控制块，从而使输入井中的作业进

2、入作业等待队列，等待作业调度程序选中后进入内存运行。系统在管理输入井过程中可以“不断”读入输入的作业，直到输入结朿或输入井满而暂停。在SPOOLing系统中，实际上并没有为任何进程分配，而只是在输入井和输出井中，为进程分配一存储区并建立一张I/O请求表。这样，便把独占设备改造为共享设备。宏观上，虽然是多个进程在同时使用一台独立设备，而对每一个进程而言，它们都认为自己是独占了一个设备。当然，该设备只是逻辑上的设备。SPOOLing系统实现了将独占设备变换为若干台对应的逻辑设备的功能。关键字：输入井；输出井；存输出进程1觀

3、12g紛丰斤32.1系统基木需求32.2系统中的制约关系43总、體i十53.1系统整体设计思路53.2用到的主要函数的定义64繼謹十94.1存输出进程算法94.2整体控制算法94.3存输入进程算法114.4处理进程算法124.5取输出进程算法124.6进程的状态转换算法135155.1初始界面155.2输入作业155.3运行结果166^17至文W18#考文献（1920：5Spooling,即外围设备联机并行操作，它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

4、虚拟的设备，而不直接使用物理的独占设备。这种技术可使独片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。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、脱机输出技术，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。事实上，当系统中引入了多道程序技术后，完全可以利用其中的一道程序，来模拟脱机输入时的外围控制机功能，把低速I/O设备上的数据传送到高速磁盘上，再用W—道程序来模拟脱机输出时外围控制机的功能，把数据从磁盘传送到低速输出设备上。这样，便可在主机

5、的直接控制下，实现脱机输入、功能。此时的外围操作与CPU对数据的处理同时进行，我们把这种在联机情况下实现的同时外围操作称为Spooling,或称为假脱机操作。由上述得知，Spooling技术是对脱机输入、输出系统的模拟，相应地，Spooling系统必须建立在具有多道程序功能的操作系统上，而且还应有高速随机外存的支持。Spooling系统主要有以下三部分：（1）输入井和输出井。这是在磁盘上开辟的两个大存储空间。输入井时模拟脱机输入时的磁盘设备，用于残存I/O设备输入的数据；输出井时模拟脱机输出时的磁盘，用于暂存用户程序的

6、输出数据。（2）输入缓冲区和输出缓冲区。为了缓和CPU和磁盘之间速度不匹配的矛盾，在内存中要开辟两个缓冲区。输入缓冲区用于暂存有输入设备送来的数据，以后再传送到输出井。输入出缓冲区用于暂存从输出井送来的数据，以后再传送给输出设备。（3）输入进程和输出进程。利用者两个进程模拟脱机I/O时的外围控制机。输入进程将用户要输入的数据从输入机通过输入缓冲区再送到输入井，当CPU需耍输入数据时，直接从输入井读入内存；输出进程把用户耍求输出的数据先从内存送到输出井，待输出设备空闲时，再将输出井中的数据经过输出缓冲区送到输出设备上。如

7、阁1.1所示，为Spooling系统的组成结构阁。SPOOLing系统具有如下主要特点：（1）提高了I/O的速度。这里，对数据所进行的I/O操作，己从对低速I/O设备进行的I/O操作，演变力对输入井或输出井中数据的存取，如同脱机图1.1Spooling系统组成结构图输入输出一样，提高了I/O速度，缓和了CPU与低速I/O设备之间速度不匹配的矛盾（2）将独占设备改造为共享设备。因为在SPOOLing系统中，实际上并没有为任何进程分配设备，而只是在输入井或输出井中位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

8、备改造为共享设备。（3）实现了虚拟设备功能。宏观上，虽然是多个进程在同时使用一台独占设备，而对于每一个进程而言，他们都会认为自己是独占了一个设备。当然，该设备只是逻辑上的设备。SPOOLing系统实现了将独內设备变换为若干台对应的逻辑设备的功能。2需求分析2.1系统基本需求将Spooling输入/输出处理程序编成一个独立的进程模块