Was ist Spooling in Betriebssystemen? Wie funktioniert es?

Was ist Spooling?

Was ist Spooling? Spooling ist ein Akronym für Simultaneous Online Peripheral Operation (Gleichzeitiger Online-Peripheriebetrieb). Normalerweise werden Spools im physischen Speicher des Computers, in Puffern oder in E/A-gerätespezifischen Interrupts gespeichert. Die Spools werden in aufsteigender Reihenfolge verarbeitet und arbeiten nach dem FIFO-Algorithmus (First In First Out / Erster rein, erster raus).

Beim Spooling werden Daten vorübergehend gespeichert, um von einem Gerät, Programm oder System verwendet und ausgeführt zu werden. Die Daten werden gesendet und im Speicher oder einem anderen flüchtigen Speicher abgelegt, bis ein Programm oder Computer die Ausführung anfordert.

Spooling bedeutet, dass Daten für verschiedene I/O-Aufgaben in einem Puffer abgelegt werden. Der Puffer ist ein spezieller Speicherbereich oder ein spezieller Festplattenbereich, auf den I/O-Geräte zugreifen können. Das Betriebssystem führt die folgenden Aktivitäten in einer verteilten Umgebung aus:

• Da der Spooling-Prozess parallele Berechnungen beibehält, kann der Computer E/A-Vorgänge parallel ausführen. Computer können Daten von Band lesen, Daten auf Festplatte schreiben und auf Banddrucker schreiben, während sie Rechenaufgaben ausführen.
• Verarbeitung des E/A-Gerätedatenspoolings, da Geräte unterschiedliche Datenzugriffsraten haben.
• Wartung von Spool-Puffern, die eine Wartestation bereitstellen, in der Daten ruhen können, während langsamere Geräte aufholen.

Wie funktioniert Spooling?

Wie funktioniert Spooling? Im Betriebssystem funktioniert Spooling beispielsweise wie folgt:

1. Beim Spooling wird ein Puffer namens SPOOL erstellt, der dazu dient, Aufträge und Daten zu verzögern, bis das Gerät, das den SPOOL erstellt hat, bereit ist, den Auftrag auszuführen oder die Daten zu verarbeiten.
2. Wenn das schnellere Gerät Daten an das langsamere Gerät sendet, um einen Vorgang auszuführen, verwendet es zusätzlichen Hilfsspeicher als SPOOL-Puffer. Diese Daten werden in SPOOL gespeichert, bis das langsamere Gerät bereit ist, darauf zu reagieren. Wenn das langsamere Gerät bereit ist, werden die Daten in SPOOL für den gewünschten Vorgang in den Hauptspeicher geladen.
3. Der Spooler behandelt den gesamten Sekundärspeicher als einen einzigen großen Puffer, der viele Aufträge und Daten für viele Vorgänge speichern kann. Der Vorteil des Spoolings besteht darin, dass eine Warteschlange von Aufträgen erstellt wird, die in FIFO-Reihenfolge ausgeführt werden, um die Aufträge nacheinander auszuführen.
4. Ein Gerät kann mit vielen Eingabegeräten verbunden sein, was eine gewisse Bearbeitung seiner Daten erforderlich machen kann. Daher können all diese Eingabegeräte ihre Daten auf einen sekundären Speicher (SPOOL) legen, der dann vom Gerät nacheinander ausgeführt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass die CPU zu keinem Zeitpunkt im Leerlauf ist. Daher können wir sagen, dass Spooling eine Kombination aus Pufferung und Warteschlangenbildung ist.
5. Nachdem die CPU eine Ausgabe erzeugt hat, wird diese Ausgabe zunächst im Hauptspeicher gespeichert. Diese Ausgabe wird vom Hauptspeicher in den sekundären Speicher übertragen und von dort aus an das entsprechende Ausgabegerät gesendet.

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Beispiele für Spooling

In diesem Teil geht es um Beispiele für Spooling.

• Die häufigsten finden sich in E/A-Geräten wie Tastaturen, Druckern und Mäusen. Bei einem Drucker werden beispielsweise an den Drucker gesendete Dokumente/Dateien zunächst im Speicher oder im Drucker-Spooler gespeichert. Sobald der Drucker bereit ist, ruft er die Daten aus dem Spool ab und druckt sie aus.
• Batch-Systeme verwenden Spooling, um eine Warteschlange mit auszuführenden Aufträgen zu verwalten, die gestartet werden können, sobald das System über die Ressourcen zu deren Verarbeitung verfügt.
• Beim Spooling können sich die E/A-Vorgänge eines Auftrags mit den Prozessorvorgängen eines anderen Auftrags überschneiden, d. h. mehrere Prozesse können Dokumente in die Druckwarteschlange schreiben, ohne zu warten, und weiterarbeiten.
• E-Mail: Die E-Mail wird vom MTA (Mail Transfer Agent) an einen temporären Speicherbereich übermittelt, wo sie darauf wartet, vom MA (Mail User Agent) abgeholt zu werden
• Kann auch zur Erstellung von Bannerseiten verwendet werden (diese Seiten werden beim computergestützten Drucken verwendet, um Dokumente voneinander zu trennen und den Urheber des Druckauftrags anhand von Benutzername, Kontonummer, Abholbox usw. zu identifizieren. Zum Beispiel werden Seiten von vielen Personen verwendet, um sich einen kleinen Teil der Büroumgebung mit verfügbaren Ressourcen zu teilen).

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