SPOOLING技术

SPOOLING技术（Simultaneous Peripheral Operating On Line)

同时联机外围操作技术，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机进行数据交换的一种技术，通常又称假脱机技术。

在多道程序环境下，利用多道程序中的一道或者两道程序来模拟脱机输入/输出中的外围控制机的功能，以达到“脱机”输入/输出的目的。

利用这种技术可把独占设备转变成共享的虚拟设备，从而提高独占设备的利用率和进程的推进速度。

SPOOLING系统 是对脱机输入/输出工作的模拟，它必须有大容量的且可随机存取的存储器
的支持。

其主要思想是在联机的条件下，进行两个方向的操作，在数据输入时，将数据从输入设备传送到磁盘或磁带（块设备），然后把这些块设备与主机相连；反过来，在数据输出时，将输出数据传送到磁盘或磁带上，再从磁盘或磁带传送到输出设备。

这样，可以将一台独占的物理设备虚拟为并行使用的多态逻辑设备，从而使该物理设备被多个进程共享。

输入进程SPI是模拟脱机输入时的外围控制机，它将用户要求处理的数据从输入设备通过输入缓冲区再送到输入井（磁盘上开辟的一块区域），当CPU处理这些数据数据时，就直接从输入井读入内存。

输出进程SPO是模拟脱机输出时的外围控制机，把用户要求输出的数据，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通过输出缓冲区（内存中一块区域）传送到输出设备上。

 

实例——利用打印机实现打印机共享

已经被广泛用于多用户系统和计算机网络中，它实际上就是利用SPOOLING技术将独占的打印机改造为一台供做个用户共享的设备，只要有足够的外存空间和多道程序操作系统的支持即可。

1、当用户进程请求打印输出时，SPOOLING系统立即同意为该进程执行打印输出，但并不是真正地把打印机分配给该用户进程，而只是为该进程做两项工作： 一项是由输出进程SPO在输出井中为之申请一个空闲的存储空间，并将要打印的数据传送其中存放；另一项工作就是由输出进程SPO再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印请求填入其中，然后将该表挂到打印机的请求队列上。这时，如果还有另一个进程请求打印机时，则系统仍同意为该进程执行打印输出，当然，系统所做的工作仍是以上两项内容。

2、在打印机执行实际打印时，如果打印机空闲，输出进程SPO将从请求打印队列的队首取出一张打印表，根据打印表中的要求将要打印的数据从输出井传送到内存输出缓冲区，再传送到打印机打印。打印完后，输出进程SPO将再检查请求打印队列中是否还有待打印的请求表，若有则再取出一张请求打印表，将新的但因要求继续打印。如此反复，直到请求打印队列空为止，输出进程才将自己阻塞起来，并在下次再有打印请求时被唤醒。

SPOOLing 技术特点：
(1)提高了I/O速度.从对低速I/O设备进行的I/O操作变为对输入井或输出井的操作,如同脱机操作一样,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.
(2)设备并没有分配给任何进程.在输入井或输出井中,分配给进程的是一存储区和建立一张I/O请求表.
(3)实现了虚拟设备功能.多个进程同时使用一独享设备,而对每一进程而言,都认为自己独占这一设备,不过,该设备是逻辑上的设备.