一、实验目的

理解和掌握SPOOLING假脱机技术

二、实验内容

通过SPOOLING技术可将一台物理I/O设备虚拟为多台逻辑I/O设备，同样允许多个用户共享一台物理I/O设备，从而使其成为虚拟设备。该技术广泛应用与各种计算机的I/O，通过采用预输入和缓输出的方法，使用共享设备的一部分空间来模拟独占设备，以提高独占设备的利用率。

三、数据结构

3.1 数据结构

1）进程控制块PCB

struct PCB
{int status;int length; //长度
}*pcb[3];
其中status表示进程状态，其取值：
0表示可执行状态
1表示等待状态1；
2表示等待状态2;
3表示等待状态3。

2）请求输出块reqblock

struct REQ
{int reqname; //请求进程名int length;    //本次输出信息长度int addr; //信息在输出井的首地址
}reqBlock[10];

3.2 函数以及功能

函数名称	功能描述
request(int i)	请求进程i=1表示用户进程1；i=2表示用户进程2
void spooling()	SPOOLING技术的实现
int main()	main函数

四、程序流程图

五、实验代码

#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<stdio.h>
#define SYSINFO "SPOOLING技术" // 系统信息
#define AUTHOR "孤灯" //作者 /**
*   @Author: 孤灯
*   @Date: 2022-05-16 20:20:17
*   @LastEditTime: 2022-05-17 15:20:00
*   @keywords: SPOOLING技术
**/struct PCB
{int status;int length;
}*pcb[3];struct REQ
{int reqname;int length;int addr;
}reqBlock[10];int buffer[2][100];
int head=0, tail=0;
int t1 = 0,t2 = 0;void request(int i);//i=1表示用户进程1；i=2表示用户进程2
void spooling();void request(int i)
{int j = 0;int m = 0;int s = 0;int length = 0;struct REQ* run = NULL;if(1 == i)t1--;elset2--;printf("\n********************************************************\n");printf("用户%d请求数据\n", i);run = &reqBlock[tail%10];run->reqname = i;run->length = 0;if(0 == tail){run->addr = 0;}else{int index = (tail-1)%10;run->addr = reqBlock[index].addr+reqBlock[index].length;}for(m = 0; m < 100; m++){if(0 == buffer[i-1][m]){run->addr = m;break;}}s = 0;while(1){j = rand()%10;if(0 == j){run->length = length;break;}buffer[i-1][(run->addr+length)] = j;printf("此时请求打印数据为：%d\t\n", j);length++;}puts("");pcb[i-1]->length += length;printf("此时PCB[%d]中length的值为%d\n",i-1,pcb[i-1]->length);length = 0;if(2 == pcb[2]->status)pcb[2]->status = 0;tail++;
}void spooling()
{int i = 0;int j = 0;struct REQ * run;printf("\n********************************************************\n");printf("调用SPOOLING输出服务程序输出数据:");run = &reqBlock[head%10];printf("打印用户%d的数据:\n",run->reqname);for(i = 0; i < run->length; i++){printf("%3d", buffer[run->reqname-1][run->addr+i]);}head++;for(int j = 0; j < 2; j++){if(1 == pcb[j]->status) //若没有可用请求块时，调用进程进入"等待状态3pcb[j]->status = 0;}
}int main()
{int l = 0;int m = 0;int n = 0;int j = 0;int k = 0;printf("%s\nDesigned By：%s\n",SYSINFO, AUTHOR);for(l = 0; l < 2; l++)for(j = 0; j < 100; j++)buffer[l][j] = 0;for(n = 0; n < 3; n++){struct PCB * tmppcb=(struct PCB*)malloc(sizeof(struct PCB));tmppcb->status = 0;tmppcb->length = 0;pcb[n] = tmppcb;}printf("用户1的请求次数为:");scanf("%d", &t1);printf("\n用户2的请求次数为:");scanf("%d", &t2);printf("\n");srand((unsigned)time(NULL));while(1){k = rand()%100;printf("\n********************************************************\n");printf("当前k的值为%d \n",k);if((k <= 45) && (t1 > 0)){if(0 == pcb[0]->status)request(1);}else if((k <= 90)&&(t2 > 0)){if(0 == pcb[1] -> status)request(2);}elsespooling();if((0 == t1) && (0 == t2) && (head == tail))break;}for(m = 0; m < 3; m++){free(pcb[m]);pcb[m] = NULL;}getchar();
}

六、实验结果

用户一的请求次数和用户二的请求次数都为3次时

七、实验体会总结

体会与总结：

此次实验目的清晰，就是通过算法实现SPOOLING假脱机技术，代码也稍简单，可以很快调试出结果，并得到满意的输出内容。
此次实验的目的是理解和掌握SPOOLING假脱机技术，掌握SPOOLING技术实现的原理极其逻辑，以及如何用代码进行该流程的实现，是我们值得思考和深究的问题。
使用SPOOLING技术后，当多个用户进程请求打印输出时，SPOOLing系统同意为他们打印输出，但并不真正立即把打印机分配给该用户进程，而只为它做两件事： 1.由输出进程在输出井中为之申请一个空闲磁盘块区，并将要打印的数据送入其中。2.输出进程再为用户进程申请一张空白的用户请求打印表，并将用户的打印要求填入其中，再将该表挂到请求打印队列上。当打印机空闲时，输出进程会从打印队列取出一张打印请求表，并把要答应的数据输出到输出缓冲区中，在输出给输出设备(打印机)进行打印。
SPOOLING技术提高了输入输出速度、将独占设备改造为共享设备、并实现了虚拟设备功能。
代码中还有很多地方值得深究和理解，需要多花时间去推敲思考，才能更好的理解其中的奥妙和精髓之处。

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