伪脱机输入输出英文解释翻译、伪脱机输入输出的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 pseudo-offline I/O
分词翻译:
伪的英语翻译:
bogus; fake; false; puppet
【医】 pseud-; pseudo-
脱机输入的英语翻译:
【计】 off-line input
输出的英语翻译:
export; output
【计】 output; out-fan
【化】 export; output; turnout
【经】 export; exports
专业解析
伪脱机输入输出(Pseudo Spooling Input/Output),在计算机科学中指的是一种模拟真正脱机(离线)处理的技术,旨在提高计算机系统的整体效率,特别是在处理慢速输入/输出(I/O)设备(如早期的读卡器、行式打印机)与高速中央处理器(CPU)之间速度不匹配的问题时。
核心概念解释:
-
“伪”的含义 (Pseudo):
- 这里的“伪”表示“模拟”或“仿真”,并非真正的物理脱机操作。在真正的脱机系统中,输入作业通常先由一台相对廉价的外围计算机从慢速设备(如卡片)读取并转录到高速存储介质(如磁带)上,然后该磁带被装载到主计算机上执行。输出则被写入另一个磁带,再由外围计算机从磁带读出并交给慢速输出设备(如打印机)打印。主计算机不直接与慢速设备交互。
- “伪脱机”则是在同一台计算机系统内部,利用磁盘(或早期是磁鼓)作为高速缓冲存储介质,通过软件(操作系统的一部分,称为假脱机管理程序) 来模拟上述脱机过程的效果。主CPU并不真正脱离慢速设备工作,而是通过快速磁盘作为中介,大大减少了等待I/O完成的时间。
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“脱机”的含义 (Spooling - Simultaneous Peripheral Operations On-Line):
- 虽然字面包含“脱机”,但SPOOLING技术实际上是“联机同时外围操作”。它允许多个作业的输入、计算和输出操作在时间上重叠进行。
- 输入伪脱机 (Input Spooling): 当作业提交时(例如,通过读卡器),输入数据不是直接交给CPU处理,而是由假脱机管理程序预先快速读取并存储到磁盘的输入井(Input Spool)区域。之后,当CPU需要处理该作业时,它直接从高速的磁盘输入井读取数据,速度远快于从慢速读卡器读取。
- 输出伪脱机 (Output Spooling): 当作业产生输出时,输出数据不是直接发送到慢速打印机,而是由假脱机管理程序快速接收并写入磁盘的输出井(Output Spool)区域。CPU在写入输出井后即可继续执行其他任务。独立的假脱机输出进程则负责在打印机空闲时,将输出井中的数据顺序取出并实际打印。
关键机制与优势:
- 磁盘作为缓冲 (Buffer on Disk): 磁盘的高速度充当了慢速I/O设备与高速CPU之间的缓冲区。
- 并行操作 (Parallelism): CPU可以在一个作业执行计算的同时,假脱机管理程序处理另一个作业的输入(写入输入井)或输出(从输出井读出到打印机)。这使得CPU利用率、I/O设备利用率以及系统吞吐量(单位时间内完成的作业量)都得到显著提高。
- 减少等待时间 (Reduced Wait Time): CPU无需等待慢速I/O操作完成,只需等待相对快速的磁盘I/O。
- 作业调度优化: 操作系统可以更灵活地调度作业执行顺序,因为作业的输入数据已预先在输入井中准备好。
伪脱机输入输出(Pseudo Spooling I/O)是一种通过操作系统软件和磁盘缓冲技术,在单机系统内部模拟传统脱机处理效果的方法。它核心在于将慢速I/O设备的操作与CPU的计算操作在时间上解耦并重叠进行(输入预读、输出缓写),从而有效解决速度不匹配问题,极大地提升了系统资源的利用率和整体性能。其英文术语“Spooling”更准确地反映了其“联机同时外围操作”的本质。
参考资料:
- 操作系统经典教材概念: 伪脱机(SPOOLing)技术是操作系统原理中设备管理章节的核心内容之一,用于解决CPU与I/O设备速度不匹配问题。几乎所有标准的操作系统教材都会详细阐述其原理和实现,例如 William Stallings 的 Operating Systems: Internals and Design Principles 或 Abraham Silberschatz 的 Operating System Concepts。
- ACM 数字图书馆 (ACM Digital Library): 作为计算机科学领域最权威的学术组织之一,ACM的期刊和会议论文集中包含大量关于早期计算机系统设计、性能优化及操作系统演进的文献,其中必然涉及对SPOOLing技术的讨论和应用。
- IEEE Xplore 数字图书馆: IEEE同样拥有海量的计算机科学和工程技术文献,其期刊(如 IEEE Transactions on Computers)和会议记录是了解计算机系统架构、操作系统设计历史及关键技术(包括I/O管理和SPOOLing)的权威来源。
网络扩展解释
伪脱机输入输出(即假脱机技术,SPOOLing)是操作系统将独占设备虚拟化为共享设备的核心技术,其核心逻辑是通过磁盘作为中介实现输入输出的并行操作。以下是详细解析:
一、基本定义
SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operation On-Line)全称为“同时外围设备联机操作”,通过软件模拟传统脱机输入输出的过程。物理上外设仍连接主机,但逻辑上通过磁盘中转数据,实现外设与主机的“逻辑脱离”,故称假脱机。
二、系统组成
- 输入/输出井:磁盘上的存储区域,用于暂存输入数据和待输出结果(类似脱机技术中的磁带)。
- 输入/输出缓冲区:内存中的临时存储区,用于协调磁盘与外设的速度差异。
- 输入/输出进程:负责管理数据在磁盘、内存和外设间的传输,如将输入设备数据存入输入井,或从输出井读取数据发送至打印机。
三、工作原理
- 输入过程:用户程序的数据通过输入设备→输入缓冲区→输入井,主机需要时直接从输入井读取,无需等待低速输入设备。
- 输出过程:程序的处理结果先写入输出井,输出进程再将其从输出井→输出缓冲区→输出设备,实现异步输出。
四、技术优势
- 设备虚拟化:将打印机等独占设备改造为多个进程可共享的逻辑设备。
- 提升效率:CPU与外设操作并行,减少空闲等待时间。
- 优先级调度:支持按任务优先级处理输出队列(如提到的紧急任务优先处理)。
五、与脱机技术的区别
传统脱机技术需物理磁带和外围机,而假脱机通过磁盘和软件实现类似效果,无需额外硬件支持。例如,打印任务提交后数据暂存磁盘,用户感知为“立即完成”,实际打印由后台进程异步执行。
提示:更多技术细节可参考博客园及希赛网等来源。
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