Spooling 和 Buffering 的区别

17 Mar 2025 | 6 分钟阅读

本文将介绍操作系统中 Spooling 和 Buffering 的区别。但在讨论区别之前,您必须了解操作系统中的 Spooling 和 Buffering。

Spooling vs Buffering

什么是 Spooling?

Spooling 指的是“Simultaneous Peripheral Operation Online”(同 时外围设备在线操作)。Spooling 是一种缓冲区,它保存系统的工作或任务,直到系统准备好接受或执行下一个任务。在 Spooling 中,一个作业的输入/输出与另一个作业的计算是重叠的。例如,一个 spooler 可以在读取一个作业输入的同时打印另一个作业的输出。

它还可以在远程位置处理数据。它只需要在远程进程完成后得到通知,就可以将另一个进程 spool 到远程设备。Spooling 通过提高设备工作速率来提高系统性能。它通常会导致多道程序设计。

Spooling 的优点和缺点

Spooling 的各种优点和缺点如下:

优点

  1. 空闲的 CPU 被认为效率不高。大多数协议的创建都是为了在最短的时间内最大限度地利用 CPU。Spooling 也是一个类似的过程。在 Spooling 期间,CPU 会在大部分时间保持忙碌,只有当队列耗尽时才会空闲。因此,任何需要完成的任务都可以放入队列,CPU 会在进入空闲状态之前完成所有任务。
  2. 有多少个 I/O 设备或操作并不重要。许多 I/O 设备可以同时运行,而不会相互干扰或中断。
  3. 它使应用程序能够以 CPU 的速度运行,而 I/O 设备则以其最大速度运行。
  4. 在 Spooling 期间,输入/输出设备和 CPU 之间没有连接。这意味着 CPU 不必等待 I/O 任务完成。
  5. 多个 I/O 设备可以同时工作。

缺点

  1. 这是一种将数据从慢速设备复制到快速设备并运行的技 术。慢速设备创建一个 SPOOL 来在 CPU 处理的队列中保存数据。该技术本身在需要 CPU 实时结果的实时环境中使 Spooling 无用。这是因为输入设备速度较慢,提供数据的速率较低,而 CPU 可以更快地工作,允许它继续处理队列中的下一个进程。因此,最终结果或输出会比实时晚生成。
  2. 它需要大量的存储空间,这取决于输入请求的数量和连接的输入设备。

什么是 Buffering?

Buffering 是在缓冲区中临时存储数据的行为。缓冲区是主内存的一部分,用于临时存储或保存两个设备之间发送的数据。简单来说,缓冲区是正在从一个位置发送到另一个位置的数据的临时存储区域。

Buffering 数据有三个主要目的。第一,它有助于匹配传输数据之间两个设备的速度。

第二,它有助于不同数据传输量级的设备相互适应。它有助于设备在发送或接收数据之前对其进行操作。在计算机网络中,大消息被分成小块并通过网络发送。这些块在缓冲区中收集,并在接收端重新组装以构成一个完整的大消息。

Buffering 的最终用途是它允许复制语义。它还支持复制语义,这意味着缓冲区数据的版本和系统调用期间的数据版本应该相同。它有助于提高设备的性能。

Buffering 的特点

Buffering 的各种特点如下:

  1. 这是一种重叠 I/O 和单任务处理的技术。当数据被读取,CPU 即将开始处理时,输入设备会立即开始下一个输入的读取。
  2. CPU 可以继续处理新读取的数据,同时输入设备开始读取后续数据。在这种情况下,CPU 生成的数据将存储在缓冲区中,直到输出设备可以读取。
  3. 它还支持复制语义,这意味着缓冲区数据的版本和系统调用期间的数据版本应该相同。
  4. 它解决了数据传输的两个设备之间的速度差异问题。

Spooling 和 Buffering 的主要区别

在这里,您将了解 Spooling 和 Buffering 的主要区别。

  1. Spooling 是一种多道程序设计,它允许用户在多个设备之间复制数据。另一方面,Buffering 在处理其他数据时临时将数据存储在内存区域中。
  2. Spooling 的基本操作是一个任务的输入和输出与另一个任务的计算重叠。相比之下,Buffering 的一般过程是一个函数的输入和输出与任务计数重叠。
  3. 硬盘上有大面积可用于 Spooling 操作的执行和完成。相比之下,Buffering 可以使用范围有限的小区域。
  4. 与 Spooling 相比,Buffering 的完成时间更短。
  5. Simultaneous peripheral operation online 是 Spooling 的另一个名称,而 Buffering 没有其他名称。
  6. Spooling 比 Buffering 更有效。
  7. 此外,Spooling 有助于具有不同数据访问速率的设备之间的数据交换。相比之下,Buffering 有助于适应数据流生产者和消费者之间的速度差异。
  8. Spooling 比 Buffering 需要更少的资源管理,因为不同的资源控制不同作业的处理。另一方面,Buffering 需要比 Spooling 更高的资源管理,因为同一个资源处理同一个分割作业的处理。

Spooling 和 Buffering 的对比差异

Spooling 和 Buffering 的各种对比差异如下:

特点Spooling缓冲
定义Spooling 是一种缓冲区,它保存系统的工作,直到系统准备好接受工作。Buffering 是在缓冲区中临时存储数据的行为。缓冲区是主内存的一部分,用于临时存储或保存两个设备之间发送的数据。
资源需求Spooling 比 Buffering 需要更少的资源管理,因为不同的资源控制不同作业的处理。它需要更高的资源管理,因为同一个资源处理同一个分割作业的处理。
效率更高效效率较低
内部实现它将一个任务的 I/O 与另一个作业的计算重叠。它将一个任务的 I/O 与同一任务的计算重叠。
远程处理它还可以处理远程位置的数据。Spooler 只需要在远程站点完成进程后得到通知,才能将下一个进程 spool 到远程设备。它不支持远程处理。
大小它将磁盘视为一个大的 spool 或缓冲区。缓冲区是主内存中的有限区域。
用途它有助于具有不同数据访问速率的设备之间的数据交换。它有助于适应数据流的生产者和消费者之间的速度差异。

结论

Spooling 和 Buffering 都有助于提高系统性能。Spooling 比 Buffering 更好,因为它一次可以处理多个作业。


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