僞脫機輸入輸出英文解釋翻譯、僞脫機輸入輸出的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 pseudo-offline I/O
分詞翻譯:
僞的英語翻譯:
bogus; fake; false; puppet
【醫】 pseud-; pseudo-
脫機輸入的英語翻譯:
【計】 off-line input
輸出的英語翻譯:
export; output
【計】 output; out-fan
【化】 export; output; turnout
【經】 export; exports
專業解析
僞脫機輸入輸出(Pseudo Spooling Input/Output),在計算機科學中指的是一種模拟真正脫機(離線)處理的技術,旨在提高計算機系統的整體效率,特别是在處理慢速輸入/輸出(I/O)設備(如早期的讀卡器、行式打印機)與高速中央處理器(CPU)之間速度不匹配的問題時。
核心概念解釋:
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“僞”的含義 (Pseudo):
- 這裡的“僞”表示“模拟”或“仿真”,并非真正的物理脫機操作。在真正的脫機系統中,輸入作業通常先由一台相對廉價的外圍計算機從慢速設備(如卡片)讀取并轉錄到高速存儲介質(如磁帶)上,然後該磁帶被裝載到主計算機上執行。輸出則被寫入另一個磁帶,再由外圍計算機從磁帶讀出并交給慢速輸出設備(如打印機)打印。主計算機不直接與慢速設備交互。
- “僞脫機”則是在同一台計算機系統内部,利用磁盤(或早期是磁鼓)作為高速緩沖存儲介質,通過軟件(操作系統的一部分,稱為假脫機管理程式) 來模拟上述脫機過程的效果。主CPU并不真正脫離慢速設備工作,而是通過快速磁盤作為中介,大大減少了等待I/O完成的時間。
-
“脫機”的含義 (Spooling - Simultaneous Peripheral Operations On-Line):
- 雖然字面包含“脫機”,但SPOOLING技術實際上是“聯機同時外圍操作”。它允許多個作業的輸入、計算和輸出操作在時間上重疊進行。
- 輸入僞脫機 (Input Spooling): 當作業提交時(例如,通過讀卡器),輸入數據不是直接交給CPU處理,而是由假脫機管理程式預先快速讀取并存儲到磁盤的輸入井(Input Spool)區域。之後,當CPU需要處理該作業時,它直接從高速的磁盤輸入井讀取數據,速度遠快于從慢速讀卡器讀取。
- 輸出僞脫機 (Output Spooling): 當作業産生輸出時,輸出數據不是直接發送到慢速打印機,而是由假脫機管理程式快速接收并寫入磁盤的輸出井(Output Spool)區域。CPU在寫入輸出井後即可繼續執行其他任務。獨立的假脫機輸出進程則負責在打印機空閑時,将輸出井中的數據順序取出并實際打印。
關鍵機制與優勢:
- 磁盤作為緩沖 (Buffer on Disk): 磁盤的高速度充當了慢速I/O設備與高速CPU之間的緩沖區。
- 并行操作 (Parallelism): CPU可以在一個作業執行計算的同時,假脫機管理程式處理另一個作業的輸入(寫入輸入井)或輸出(從輸出井讀出到打印機)。這使得CPU利用率、I/O設備利用率以及系統吞吐量(單位時間内完成的作業量)都得到顯著提高。
- 減少等待時間 (Reduced Wait Time): CPU無需等待慢速I/O操作完成,隻需等待相對快速的磁盤I/O。
- 作業調度優化: 操作系統可以更靈活地調度作業執行順序,因為作業的輸入數據已預先在輸入井中準備好。
僞脫機輸入輸出(Pseudo Spooling I/O)是一種通過操作系統軟件和磁盤緩沖技術,在單機系統内部模拟傳統脫機處理效果的方法。它核心在于将慢速I/O設備的操作與CPU的計算操作在時間上解耦并重疊進行(輸入預讀、輸出緩寫),從而有效解決速度不匹配問題,極大地提升了系統資源的利用率和整體性能。其英文術語“Spooling”更準确地反映了其“聯機同時外圍操作”的本質。
參考資料:
- 操作系統經典教材概念: 僞脫機(SPOOLing)技術是操作系統原理中設備管理章節的核心内容之一,用于解決CPU與I/O設備速度不匹配問題。幾乎所有标準的操作系統教材都會詳細闡述其原理和實現,例如 William Stallings 的 Operating Systems: Internals and Design Principles 或 Abraham Silberschatz 的 Operating System Concepts。
- ACM 數字圖書館 (ACM Digital Library): 作為計算機科學領域最權威的學術組織之一,ACM的期刊和會議論文集中包含大量關于早期計算機系統設計、性能優化及操作系統演進的文獻,其中必然涉及對SPOOLing技術的讨論和應用。
- IEEE Xplore 數字圖書館: IEEE同樣擁有海量的計算機科學和工程技術文獻,其期刊(如 IEEE Transactions on Computers)和會議記錄是了解計算機系統架構、操作系統設計曆史及關鍵技術(包括I/O管理和SPOOLing)的權威來源。
網絡擴展解釋
僞脫機輸入輸出(即假脫機技術,SPOOLing)是操作系統将獨占設備虛拟化為共享設備的核心技術,其核心邏輯是通過磁盤作為中介實現輸入輸出的并行操作。以下是詳細解析:
一、基本定義
SPOOLing(Simultaneous Peripheral Operation On-Line)全稱為“同時外圍設備聯機操作”,通過軟件模拟傳統脫機輸入輸出的過程。物理上外設仍連接主機,但邏輯上通過磁盤中轉數據,實現外設與主機的“邏輯脫離”,故稱假脫機。
二、系統組成
- 輸入/輸出井:磁盤上的存儲區域,用于暫存輸入數據和待輸出結果(類似脫機技術中的磁帶)。
- 輸入/輸出緩沖區:内存中的臨時存儲區,用于協調磁盤與外設的速度差異。
- 輸入/輸出進程:負責管理數據在磁盤、内存和外設間的傳輸,如将輸入設備數據存入輸入井,或從輸出井讀取數據發送至打印機。
三、工作原理
- 輸入過程:用戶程式的數據通過輸入設備→輸入緩沖區→輸入井,主機需要時直接從輸入井讀取,無需等待低速輸入設備。
- 輸出過程:程式的處理結果先寫入輸出井,輸出進程再将其從輸出井→輸出緩沖區→輸出設備,實現異步輸出。
四、技術優勢
- 設備虛拟化:将打印機等獨占設備改造為多個進程可共享的邏輯設備。
- 提升效率:CPU與外設操作并行,減少空閑等待時間。
- 優先級調度:支持按任務優先級處理輸出隊列(如提到的緊急任務優先處理)。
五、與脫機技術的區别
傳統脫機技術需物理磁帶和外圍機,而假脫機通過磁盤和軟件實現類似效果,無需額外硬件支持。例如,打印任務提交後數據暫存磁盤,用戶感知為“立即完成”,實際打印由後台進程異步執行。
提示:更多技術細節可參考博客園及希賽網等來源。
分類
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