SPOOLing系統

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

脱機操作需要衞星以及操作員的來回走動並裝卸磁帶，假脱機操作則不需要衞星機以及操作員工作。假脱機操作時在中斷系統和I/O通道的支持下，利用多道程序技術，完成了脱機操作的功能，故稱作假脱機操作。它的基本工作原理是，使用一道程序管理通道，完成從低速的I/O設備輸入數據到高速的磁盤上；使用另一道程序管理通道，完成將數據從高速的磁盤輸出到低速的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序、假脱機輸入程序以及假脱機輸出程序等幾部分組成，如圖1所示：

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）的數據到內存數據的轉換以及從內存數據到其他形式（例如紙張上的彩色圖像）數據的轉換，顯然是必不可少的。通道是執行通道程序，完成數據在設備與內存空間交換的硬件，是假脱機系統的基本支持硬件。

輸入井和輸出井由磁盤或磁鼓上的一個區域構成，是假脱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盤上的塊為單位組成，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盤塊，也可以利用文件系統來實現，此時的一個虛擬設備則對應一個或多個文件。

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盤塊（或文件），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序來進行空間管理。

假脱機輸入程序是操作系統的一部分，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，假脱機輸入程序是整個系統只有一個，但運行該程序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脱機輸入進程，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，相應的假脱機輸入進程等待；當操作員將待輸入的作業數據放到輸入機上並啓動設備時，產生一箇中斷信號，使得對應的假脱機輸入進程被喚醒。

假脱機輸出程序是操作系統的一部分，位於系統高層，通常以進程模式運行，屬於系統進程。與假脱機輸入程序相似，假脱機輸出程序整個系統也只有一個，但運行該程序的進程可能有多個。實際上，對應每一台輸出機都有一個假脱機輸出進程，負責對應輸出機的輸出操作，將結果由輸出井傳到輸出機上。