SPOOLING技术实际上是一种外围设备同时联机操作技术,又称为排队转储技术。
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。
SPOOLing技术的特点:
(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.
SPOOLing是Simultaneous Peripheral Operation On-Line （即外部设备联机并行操作）的缩写，它是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种技术，通常称为“假脱机技术”。
SPOOLing 系统既不同于脱机方式，也不同于直接藕合方式,SPOOLing 技术实际上是一种外围设备同时联机操作技术，又称为排队转储技术。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束标志之后，系统再次驱动写过程把最后一批信息写入外存输入井并调用中断处理程序结束该次输入。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，直到输入结束或输入井满而暂停。若系统的某台台行式打印机采用了虚拟设备技术，那么若有进程要求对它打印输出时，SPOOLing系统并不是将这台打印机直接分配给进程，而是在共享设备（磁盘或磁鼓）上的输出SPOOLing存储区中为其分配一块存储空间，进程的输出数据以文件形式此。各进程的数据输出文件形成了一个输出队列，由输出POOLing系统控制这台打印机进程，依次将队列中的输出文件实际打印输出。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和建立一章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。
SPOOLing 技术实质上是用户进程利用一共享设备的一个存储区，并不是真正占有这一设备，用户进程把要完成的任务以文件的形式存入存储区，在存储区中排队并等待 SPOOLing系统调度，只有被SPOOLing系统调度并输出，此项任务才真正完成，通过这一技术可以大大提高了共享设备的使用率，节约了硬件资源。
SPOOLing技术是在通道技术和多道程序设计基础上产生的，它由主机和相应的通道共同承担作业的输入输出工作，利用磁盘作为后援存储器，实现外围设备同时联机操作。
SPOOLing系统由专门负责I/O的常驻内存的进程以及输入井、输出井组成；它将独占设备改造为共享设备，实现了虚拟设备功能。
将一台独享打印机改造为可供多个用户共享的打印机，是应用SPOOLing技术的典型实例。具体做法是：系统对于用户的打印输出，但并不真正把打印机分配给该用户进程，而是先在输出井中申请一个空闲盘块区，并将要打印的数据送入其中；然后为用户申请并填写请求打印表，将该表挂到请求打印队列上。若打印机空闲，输出程序从请求打印队首取表，将要打印的数据从输出井传送到内存缓冲区，再进行打印，直到打印队列为空。
SPOOLing技术实现设备管理时的工作特征：
1、提高了I/O速度
2、将独占设备改造为共享设备
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。
2009年12月23日星期三
2009年12月16日星期三
CISC && RISC
复杂指令计算机CISC特点.
1.指令格式不固定,指令可长可短,操作数可多可少.
2.寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器,也可来自存储器.
3.使用微代码,指令集可以直接在微代码记忆体(比主记忆体的速度快很多)里执行.
4.允许设计师实现CISC体系机器的向上相容.新的系统可以使用一个包含早期系统的指令超集合.
5.微程式指令的格式与高阶语言相匹配,因而编译器的设计较简单.
6.CPI>5,指令越复杂,CPI越大.
CISC的缺陷.
A.指令使用频度不均衡."80~20"的理论,80%的计算任务只需要调用20%的指令就能完成; 扩充的复杂指令往往是低频度指令.
B.大量复杂指令的控制逻辑不规整.不适于VLSI集成,微程序的使用反而制约了速度提高.
C.CISC指令的格式长短不一，需要不同的时钟周期来完成.执行较慢的指令将影响整台机器的执行效率.不利于采用先进指令级并行技术.
D.软硬功能分配．复杂指令增加硬件的复杂度，使指令执行周期大大加长，直接访存次数增多，数据重复利用率低．
精简指令集RISC
A.保留最基本的，去掉复杂、使用频度不高的指令，以减小CPI . CPUTime="IC"*CPI*CC ; IC是程序中指令数，CPI是每条指令执行所用的周期数，CC是时钟周期时间.
B.复杂指令可以通过对简单基本的指令组合而成.
C.每条指令的长度都是相同的，大部分指令可以在一个机器周期里完成.
D.采用多级指令流水线结构，处理器在同一时间内可执行多条指令.
E.采用加载，存储结构，统一存储器寻址方式，只允许load和store指令执行存储器操作，其余指令均对寄存器操作.
F.大大增加了通用寄存器的数量，ALU只与寄存器文件直接连接.
G.采用高速缓存结构，为保证指令不间断地传送给CPU运算器，CPU设置了一定大小的cache以扩展存储器的带宽,满足CPU频繁取指的需求，一般有两个独立的cache,分别存放 “指令＋数据”
1.指令格式不固定,指令可长可短,操作数可多可少.
2.寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器,也可来自存储器.
3.使用微代码,指令集可以直接在微代码记忆体(比主记忆体的速度快很多)里执行.
4.允许设计师实现CISC体系机器的向上相容.新的系统可以使用一个包含早期系统的指令超集合.
5.微程式指令的格式与高阶语言相匹配,因而编译器的设计较简单.
6.CPI>5,指令越复杂,CPI越大.
CISC的缺陷.
A.指令使用频度不均衡."80~20"的理论,80%的计算任务只需要调用20%的指令就能完成; 扩充的复杂指令往往是低频度指令.
B.大量复杂指令的控制逻辑不规整.不适于VLSI集成,微程序的使用反而制约了速度提高.
C.CISC指令的格式长短不一，需要不同的时钟周期来完成.执行较慢的指令将影响整台机器的执行效率.不利于采用先进指令级并行技术.
D.软硬功能分配．复杂指令增加硬件的复杂度，使指令执行周期大大加长，直接访存次数增多，数据重复利用率低．
精简指令集RISC
A.保留最基本的，去掉复杂、使用频度不高的指令，以减小CPI . CPUTime="IC"*CPI*CC ; IC是程序中指令数，CPI是每条指令执行所用的周期数，CC是时钟周期时间.
B.复杂指令可以通过对简单基本的指令组合而成.
C.每条指令的长度都是相同的，大部分指令可以在一个机器周期里完成.
D.采用多级指令流水线结构，处理器在同一时间内可执行多条指令.
E.采用加载，存储结构，统一存储器寻址方式，只允许load和store指令执行存储器操作，其余指令均对寄存器操作.
F.大大增加了通用寄存器的数量，ALU只与寄存器文件直接连接.
G.采用高速缓存结构，为保证指令不间断地传送给CPU运算器，CPU设置了一定大小的cache以扩展存储器的带宽,满足CPU频繁取指的需求，一般有两个独立的cache,分别存放 “指令＋数据”
2009年12月10日星期四
swap分区作用
当程序需要的内存比电脑上拥有的物理内存还要大的时候，不管是 Windows 也好，Linux 也好，解决办法就是把存不下的东西转移到硬盘上的“虚拟内存”中去，尽管硬盘的速度比内存慢上很多，但是至少容量要大上很多。
另外，操作系统也可以把一些很久不活动的程序转移到虚拟内存中去，留出更多的主内存给需要的程序和磁盘缓冲。
Linux 在安装的时候，一般需要划出一个分区作为 Linux 的“交换分区”，作为虚拟内存内容的保存分区。
swapon -s 这个命令，可以查看当前系统的虚拟内存的情况，这条命令需要 root 来运行。
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda3 partition 1004052 0 -1
可以看到常常看到当前的交换分区为 /dev/sda3，第 2 栏的 Type 中显示为 partition，说明这是个交换分区，那么，还有其他的 Type 吗？
当然，其实 Linux 也可以像 Windows 一样，用交换文件来保存虚拟内存的内容，这样即使你忘记划出交换分区也不要紧，而且灵活性上会更大一些。下面我们看看如何创建交换文件。
交换文件和交换分区一样，大小是固定的，比如你想要一个 1G 的交换文件，那么首先要创建一个 1G 的空白文件，我们用 dd 这个工具来完成这个任务：
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=1048576
1048576 就是 1G 用 KB 表示的大小，如果你想要其他大小的文件，更改这个数字即可。
上面的命令，会在根目录下创建 swapfile 这个文件，然后，我们需要将它格式化为交换文件的格式：
mkswap /swapfile
然后把挂载上去，就可以立刻应用这个交换文件了：
swapon /swapfile
你可以运行 swapon -s 查看一下：
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda3 partition 1004052 0 -1
/swapfile file 1048486 0 -2
多出来了一项，Type 为 file，确实是我们创建的交换文件，系统已经在使用了。
如果你想开机的时候自动挂载这个交换文件，那么还要在 /etc/fstab 中加上下面这一句：
/swapfile none swap sw 0 0
另外，操作系统也可以把一些很久不活动的程序转移到虚拟内存中去，留出更多的主内存给需要的程序和磁盘缓冲。
Linux 在安装的时候，一般需要划出一个分区作为 Linux 的“交换分区”，作为虚拟内存内容的保存分区。
swapon -s 这个命令，可以查看当前系统的虚拟内存的情况，这条命令需要 root 来运行。
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda3 partition 1004052 0 -1
可以看到常常看到当前的交换分区为 /dev/sda3，第 2 栏的 Type 中显示为 partition，说明这是个交换分区，那么，还有其他的 Type 吗？
当然，其实 Linux 也可以像 Windows 一样，用交换文件来保存虚拟内存的内容，这样即使你忘记划出交换分区也不要紧，而且灵活性上会更大一些。下面我们看看如何创建交换文件。
交换文件和交换分区一样，大小是固定的，比如你想要一个 1G 的交换文件，那么首先要创建一个 1G 的空白文件，我们用 dd 这个工具来完成这个任务：
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=1048576
1048576 就是 1G 用 KB 表示的大小，如果你想要其他大小的文件，更改这个数字即可。
上面的命令，会在根目录下创建 swapfile 这个文件，然后，我们需要将它格式化为交换文件的格式：
mkswap /swapfile
然后把挂载上去，就可以立刻应用这个交换文件了：
swapon /swapfile
你可以运行 swapon -s 查看一下：
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda3 partition 1004052 0 -1
/swapfile file 1048486 0 -2
多出来了一项，Type 为 file，确实是我们创建的交换文件，系统已经在使用了。
如果你想开机的时候自动挂载这个交换文件，那么还要在 /etc/fstab 中加上下面这一句：
/swapfile none swap sw 0 0
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