В чем заключается spooling
Что такое спулинг?
В компьютерной системе периферийные устройства, такие как принтеры, устройства для чтения перфокарт и т. Д. (Пакетная обработка), работают очень медленно по сравнению с производительностью остальной системы. Получение входных и выходных данных из системы быстро оказалось узким местом. Здесь возникает необходимость в катушке.
Буферизация работает как обычная очередь запросов, где данные, инструкции и процессы из нескольких источников накапливаются для последующего выполнения. Как правило, он поддерживается в физической памяти компьютера, буферах или прерываниях, специфичных для устройства ввода-вывода. Спул обрабатывается в режиме FIFO, то есть, какая бы ни была первая инструкция в очереди, она будет извлечена и выполнена.
Приложения / Реализации Spool:
1) Наиболее распространенные можно найти в устройствах ввода-вывода, таких как клавиатурные принтеры и мышь. Например, в принтере документы / файлы, которые отправляются на принтер, сначала сохраняются в памяти или в очереди печати принтера. Когда принтер готов, он извлекает данные из буфера и печатает их.
Даже возникла ситуация, когда вдруг на несколько секунд перестает работать мышь или клавиатура? Между тем, мы обычно нажимаем снова и снова здесь и там на экране, чтобы проверить, работает он или нет. Когда он действительно начинает работать, то, что и где бы мы ни нажимали во время его состояния зависания, выполняется очень быстро, потому что все инструкции хранятся в буфере соответствующего устройства.
2) Система пакетной обработки использует буферизацию для поддержания очереди готовых к выполнению заданий, которые могут быть запущены, как только у системы появятся ресурсы для их обработки.
3) Спулинг способен перекрывать операции ввода-вывода для одного задания с процессорами процессора для другого задания. т.е. несколько процессов могут записывать документы в очередь печати без ожидания и возобновить свою работу.
4) Электронная почта: электронное письмо доставляется MTA (агентом пересылки почты) во временную область хранения, где оно ожидает получения от MA (агента пользователя почты)
5) Может также использоваться для создания страниц баннера (это страницы, используемые в компьютерной печати для отделения документов друг от друга и для идентификации, например, отправителя запроса на печать по имени пользователя, номеру счета или корзине для получения. страницы используются в офисной среде, где многие люди используют небольшое количество доступных ресурсов).
Экта очень активно участвует в Geeksforgeeks. В настоящее время учится в Делийском технологическом университете. Она также расширила Chrome для www.geeksquiz.com для произвольной практики MCQ. С ней можно связаться по адресу github.com/Ekta1994.
Если вы также хотите продемонстрировать свой блог здесь, пожалуйста, смотрите GBlog для записи гостевого блога на GeeksforGeeks.
Разница между буферизацией и буферизацией
Существует два способа, с помощью которых подсистемы ввода / вывода могут повысить производительность и эффективность работы компьютера, используя пространство памяти в основной памяти или на диске, и это два.
Спулинг —
Буферизация означает одновременную работу периферийных устройств в режиме онлайн. Буфер аналогичен буферу, поскольку в нем хранятся задания для устройства до тех пор, пока устройство не будет готово принять задание. Он рассматривает диск как огромный буфер, который может хранить столько заданий для устройства, пока устройства вывода не будут готовы принять их.
Буферизация —
Основная память имеет область, называемую буфером, которая используется для временного хранения или хранения данных, которые передаются либо между двумя устройствами, либо между устройством или приложением. Буферизация — это процесс временного хранения данных в буфере. Это помогает в согласовании скорости потока данных между отправителем и получателем. Если скорость передачи отправителя ниже, чем у получателя, то в основной памяти получателя создается буфер, который накапливает байты, полученные от отправителя, и наоборот.
Основное различие между спулингом и буферизацией заключается в том, что спулинг перекрывает ввод / вывод одного задания с выполнением другого задания, в то время как буферизация перекрывает ввод / вывод одного задания с выполнением того же задания.
Различия между буферизацией и буферизацией
СОДЕРЖАНИЕ
Буферизация печати
В настоящее время наиболее распространенным использованием буферизации является печать: документы, отформатированные для печати, хранятся в очереди со скоростью компьютера, затем извлекаются и печатаются со скоростью принтера. Несколько процессов могут записывать документы в спул без ожидания, а затем могут выполнять другие задачи, в то время как процесс «спулер» управляет принтером.
Диспетчер очереди печати или программное обеспечение для управления печатью часто включает в себя множество связанных функций, таких как возможность назначения приоритетов заданиям на печать, уведомление пользователей о том, что их документы были напечатаны, распределение заданий на печать между несколькими принтерами, выбор подходящей бумаги для каждого документа и т. Д.
Сервер печати применяется подкачка методов позволяет многие компьютерам совместно использовать один и тот же принтер или группу принтеров.
Баннерная страница
На принтерах, использующих фальцованные непрерывные формы, ведущая титульная страница часто распечатывалась дважды, так что одна копия всегда была лицевой стороной вверх, когда задания разделялись. На странице могут быть линии, напечатанные поверх сгиба, которые будут видны по краю стопки распечатанных материалов, что позволит оператору легко разделять задания. Некоторые системы также распечатывают титульную страницу в конце каждого задания, гарантируя пользователям, что они собрали всю свою распечатку.
Другие приложения
Система пакетной обработки использует буферизацию для поддержки очереди готовых к запуску задач, которые можно запустить, как только в системе появятся ресурсы для их обработки.
История
Поскольку оборудование для единичной записи на мэйнфреймах IBM в начале 1960-х было медленным, для более крупных систем было обычным делом использовать небольшую автономную машину, такую как 1401, вместо буферизации.
СОДЕРЖАНИЕ
Буферизация печати
В настоящее время наиболее распространенным использованием буферизации является печать: документы, отформатированные для печати, хранятся в очереди со скоростью компьютера, затем извлекаются и печатаются со скоростью принтера. Несколько процессов могут записывать документы в спул без ожидания, а затем могут выполнять другие задачи, в то время как процесс «спулер» управляет принтером.
Диспетчер очереди печати или программное обеспечение для управления печатью часто включает в себя множество связанных функций, таких как возможность назначения приоритетов заданиям на печать, уведомление пользователей о том, что их документы были напечатаны, распределение заданий на печать между несколькими принтерами, выбор подходящей бумаги для каждого документа и т. Д.
Сервер печати применяется подкачка методов позволяет многие компьютерам совместно использовать один и тот же принтер или группу принтеров.
Баннерная страница
На принтерах, использующих фальцованные непрерывные формы, ведущая титульная страница часто распечатывалась дважды, так что одна копия всегда была лицевой стороной вверх, когда задания разделялись. На странице могут быть линии, напечатанные поверх сгиба, которые будут видны по краю стопки распечатанных материалов, что позволит оператору легко разделять задания. Некоторые системы также распечатывают титульную страницу в конце каждого задания, гарантируя пользователям, что они собрали всю свою распечатку.
Другие приложения
Система пакетной обработки использует буферизацию для поддержки очереди готовых к запуску задач, которые можно запустить, как только в системе появятся ресурсы для их обработки.
История
Поскольку оборудование для единичной записи на мэйнфреймах IBM в начале 1960-х было медленным, для более крупных систем было обычным делом использовать небольшую автономную машину, такую как 1401, вместо буферизации.
Обработка прерываний и ошибок
Spooling и захват устройств
Рассмотрим в качестве внешнего устройства принтер. Хотя принтер не может печатать информацию, поступающую одновременно от нескольких процессов, может оказаться желательным разрешить процессам совершать вывод на принтер параллельно. Для этого операционная система вместо передачи информации напрямую на принтер накапливает выводимые данные в буферах на диске, организованных в виде отдельного spool файла для каждого процесса. После завершения некоторого процесса, соответствующий ему spool файл ставится в очередь для реальной печати. Механизм, обеспечивающий подобные действия, и получил название spooling.
В некоторых операционных системах вместо использования spooling’а для устранения состязания (race condition) применяется механизм монопольного захвата устройств процессами. Если устройство свободно, то один из процессов может получить его в монопольное распоряжение. При этом все другие процессы при попытке осуществления операций над этим устройством будут либо блокированы (переведены в состояние «ожидание»), либо получат информацию о невозможности выполнения операции до тех пор, пока процесс, захвативший устройство, не завершится или явно не сообщит операционной системе о своем отказе от его использования.
Обеспечение spooling’а и механизма захвата устройств является прерогативой базовой подсистемы ввода-вывода.
Если при работе с внешним устройством КС не пользуется методом опроса его состояния, а использует механизм прерываний, то при возникновении прерывания, процессор, частично сохранив свое состояние, передает управление специальной программе обработки прерывания. После возникновения прерывания осуществляются следующие действия: сохранение контекста, обработка прерывания, планирование использование процессора, восстановление контекста. Подробнее остановимся на том, что скрывается за словами “обработка прерывания”.
Одна и та же процедура обработки прерывания может использоваться для нескольких устройств ввода-вывода (например, если эти устройства используют одну линию прерываний, идущую от них к контроллеру прерываний), поэтому первое действие собственно программы обработки состоит в определении того, какое именно устройство выдало прерывание. Зная устройство, можем выявить процесс, который инициировал выполнение соответствующей операции. Поскольку прерывание возникает как при удачном, так и при неудачном ее выполнении, следующее, что необходимо сделать – это определить успешность завершения операции, проверив значение бита ошибки в регистре состояния устройства. В некоторых случаях ОС может предпринять определенные действия, направленные на компенсацию возникшей ошибки. Например, в случае возникновения ошибки чтения с гибкого диска, можно попробовать несколько раз повторить выполнение команды. Если компенсация ошибки невозможна, то ОС впоследствии известит об этом процесс, запросивший выполнение операции, (например, специальным кодом возврата из системного вызова). Если этот процесс был заблокирован до выполнения завершившейся операции, то ОС переводит его в состояние «готовность». При наличии других неудовлетворенных запросов к освободившемуся устройству ОС может инициировать выполнение следующего запроса, одновременно известив устройство, что прерывание обработано. На этом собственно обработка прерывания заканчивается, и система может приступать к планированию использования процессора.
Действия по обработке прерывания и компенсации возникающих ошибок могут быть частично переложены на плечи соответствующего драйвера. Для этого в состав интерфейса между драйвером и базовой подсистемой ввода-вывода добавляют еще одну функцию – функцию обработки прерывания intr.