考研408操作系统-SPOOLing技术（假脱机技术）

什么是脱机技术？

在学习假脱机技术前，我们首先要知道什么是脱机技术。
在很久以前，我们通过输入设备直接往主机输入数据。但是输入设备输入数据的速度远慢于CPU处理的速度，这就使得CPU资源被浪费。
于是人们又找了一个“中介”来处理CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。他们把输入输出的工作交给外围机来直接管理，外围机接收到数据后再存放到高速磁盘/磁带中，CPU从磁盘磁带中读取数据，这使得CPU效率明显提升。
因为这个输入和输出的过程是由外围机直接负责的，而不是主机。所以该输入/输出方式脱离了主机，就叫做脱机技术。
脱机输入

脱机输出

什么是假脱机技术

为什么假脱机比真脱机更好？
假脱机技术就是通过软件来模拟脱机输入和脱机输出的技术。它有什么优势呢？
在使用脱机技术的时候，用外围机直接接收用户输入的数据。既然它是实体的机器，那么它必然要受到使用环境、自身重量、数量和体积的限制。假如有很多很多输入设备，那么对应的就要有很多很多外围机，这显然是不合理的。
只要我们将实体机器虚拟化，就能摆脱上述问题的限制，将IO效率提升一个大台阶，所以假脱机技术应运而生。

注意：
在进行假脱机输入/输出的时候，输入输出设备物理上确实是直接连接主机的，但在逻辑上是脱离主机的，所以就叫做假脱机技术。
这一点必须要搞清楚，不然就会陷入迷茫。

接下来我们就正式开始学习假脱机技术：
SPOOLing的意思是同时外设联机操作（Simultaneous Peripheral Operation On-Line），又称为假脱机输入/输出操作。
SPOOLing是操作系统中采用的一种将独占设备改造为共享设备的技术，所以SPOOLing系统必须使用独占设备。 它有效减少了进程等待读入/读出信息的时间，加快了作业执行的速度。
SPOOLing技术是用软件的方式实现了数据的预输入和缓输出。

我们用并发执行的进程模拟外围机，逻辑上如下图所示。

可能会有小伙伴会问：假如有n个进程做外围机，那么岂不是得买n块硬盘才能满足要求吗？
其实这些硬盘都是逻辑上独立的硬盘，在物理上就是一整块硬盘中的不同磁盘块。不过在脱机技术时代甚至更早的时候，确实是一个外围机对应一个磁盘，然而这已经成了历史，不重要了。
但是假脱机也是一个非常古老的技术了，相比现在的异步IO模式可以说是毫无优点了，这是后话。