SPOOLing系統

SPOOLing系統簡介

SPOOLing（Simultaneous Peripheral Operations On Line）的直譯意思是“在線上情況下同時進行的外圍設備操作”，通常稱其為“假脫機操作”。SPOOLing系統是虛擬設備最典型的代表，包括假脫機輸入系統和假脫機輸出系統兩個部分，是對脫機輸入/輸出技術的改進。

脫機操作需要衛星以及操作員的來回走動並裝卸磁帶，假脫機操作則不需要衛星機以及操作員工作。假脫機操作時在中斷系統和I/O通道的支持下，利用多道程式技術，完成了脫機操作的功能，故稱作假脫機操作。它的基本工作原理是，使用一道程式管理通道，完成從低速的I/O設備輸入數據到高速的磁碟上；使用另一道程式管理通道，完成將數據從高速的磁碟輸出到低速的I/O設備上；同時，其他進程可進行數據處理。

SPOOLing系統的組成

SPOOLing系統由輸入/輸出設備和通道、輸入井和輸出井、輸入井和輸出井管理程式、假脫機輸入程式以及假脫機輸出程式等幾部分組成，如圖所示：

輸入和輸出設備和通道

輸入設備是數據的真正來源，輸出設備是數據的最終到達地點，負責實現將其他形式（例如卡片上的孔）的數據到記憶體數據的轉換以及從記憶體數據到其他形式（例如紙張上的彩色圖像）數據的轉換，顯然是必不可少的。通道是執行通道程式，完成數據在設備與記憶體空間交換的硬體，是假脫機系統的基本支持硬體。

輸入井和輸出井

輸入井和輸出井由磁碟或磁鼓上的一個區域構成，是假脫機系統中的虛擬設備的承載實體，完成輸入數據和輸出數據的暫存。輸入井和輸出井可以以磁碟上的塊為單位組成，此時需要對這些塊的使用進行管理，一個虛擬設備對應若干個磁碟塊，也可以利用檔案系統來實現，此時的一個虛擬設備則對應一個或多個檔案。

輸入井和輸出井管理程式

由於輸入井和輸出井負責實現多個虛擬設備，一個虛擬設備對應一個或多個磁碟塊（或檔案），而且虛擬設備是動態產生和消失，每次大小均不一樣，與輸入/輸出的數據多少有關，因而輸入井和輸出井需要相應的程式來進行空間管理。

假脫機輸入程式

假脫機輸入程式時作業系統的一部分，位於系統高層，通常以進程模式運行，屬於系統進程。必須指出，假脫機輸入程式是整個系統只有一個，但運行該程式的進程卻可能有多個。事實上，對應每一台輸入機都有一個假脫機輸入進程，負責對應輸入機的輸入操作，將作業數據由設備傳送到輸入井中。當輸入機上無作業數據等待輸入時，相應的假脫機輸入進程等待；當操作員將待輸入的作業數據放到輸入機上並啟動設備時，產生一個中斷信號，使得對應的假脫機輸入進程被喚醒。

假脫機輸出程式

假脫機輸出程式是作業系統的一部分，位於系統高層，通常以進程模式運行，屬於系統進程。與假脫機輸入程式相似，假脫機輸出程式整個系統也只有一個，但運行該程式的進程可能有多個。實際上，對應每一台輸出機都有一個假脫機輸出進程，負責對應輸出機的輸出操作，將結果由輸出進傳到輸出機上。