Veri arabelleği - Data buffer

Olarak bilgisayar biliminin , bir veri ara (veya tampon ) geçici olarak saklamak için kullanılan bir fiziksel bellek depolama bölgesidir verileri başka bir yerden bir yere hareket ederken. Tipik olarak, veriler bir giriş cihazından (mikrofon gibi) alınırken veya bir çıkış cihazına (hoparlör gibi) gönderilmeden hemen önce bir arabellekte saklanır . Ancak, bir bilgisayar içindeki işlemler arasında veri taşırken bir arabellek kullanılabilir . Bu, telekomünikasyondaki arabelleklerle karşılaştırılabilir. Tamponlar, donanımdaki sabit bir bellek konumunda veya yazılımdaki bir sanal veri arabelleği kullanılarak, fiziksel bellekteki bir konuma işaret edilerek uygulanabilir. Her durumda, bir veri arabelleğinde depolanan veriler, fiziksel bir depolama ortamında depolanır . Arabelleklerin çoğu , sabit disk sürücülerine kıyasla çok daha hızlı erişim süresi nedeniyle geçici verileri depolamak için genellikle daha hızlı RAM kullanan yazılımda uygulanır . Tamponlar tipik olarak, verilerin alınma hızı ile işlenebilme hızı arasında bir fark olduğunda veya bu oranların değişken olması durumunda, örneğin bir yazıcı biriktiricisinde veya çevrimiçi video akışında kullanılır . Olarak dağıtılmış işlem ortamında, veri ara bellek genellikle şeklinde uygulanan kayma tamponu dağıtılmış tamponlama hizmeti sağlar.

Bir arabellek genellikle zamanlamayı , bellekte bir kuyruk (veya FIFO ) algoritması uygulayarak , eş zamanlı olarak kuyruğa bir oranda veri yazarak ve başka bir hızda okuyarak ayarlar.

Uygulamalar

Tamponlar genellikle ile bağlantılı olarak kullanılan I / O için donanım , örneğin disk sürücüleri , göndermek veya bir ya da veri alma veya bir hoparlör üzerinde ses çalma. Lunaparktaki bir rollercoaster hattı birçok benzerliği paylaşıyor. Trene binen insanlar bilinmeyen ve genellikle değişken bir hızda gelirler, ancak roller coaster insanları patlamalar halinde yükleyebilir (bir coaster geldiğinde ve yüklendiğinde). Sıra alanı bu yolculuğu kullanılabilir olana kadar beklemek binmek isteyen bir tampon-geçici alanı olarak işlev görür. Tamponlar genellikle bir FIFO (ilk giren ilk çıkar) yönteminde kullanılır ve verileri geldikleri sırayla verir.

Tamponlar, bir fiziksel disk alt sistemine erişmek için donanım kesintilerini beklerken engellemek yerine dosya okuma veya yazma gibi eşzamanlı işlemlerin hızlı bir şekilde tamamlanmasına izin vererek uygulama performansını artırabilir ; bunun yerine, bir işletim sistemi bir API çağrısından hemen başarılı bir sonuç döndürerek, çekirdek arka planda disk işlemini tamamlarken bir uygulamanın işlemeye devam etmesine izin verebilir. Uygulama, disk alt sisteminin blok boyutuna tekabül etmeyen küçük veri bloklarını okuyor veya yazıyorsa daha fazla fayda elde edilebilir, bu da daha küçük birçok okuma veya yazma işlemini daha verimli blok boyutlarında toplamak için bir arabellek kullanılmasına izin verir. disk alt sistemi için veya okuma durumunda, bazen bir diske fiziksel olarak erişmek zorunda kalmamak için.

Telekomünikasyon arabelleği

Telekomünikasyonda kullanılan bir arabellek rutini veya depolama ortamı , verileri bir cihazdan diğerine aktarırken , veri akış hızındaki veya olayların meydana gelme süresindeki bir farkı telafi eder.

Tamponlar, aşağıdakiler dahil birçok amaç için kullanılır:

  • Farklı hızlarda çalışan iki sayısal devrenin birbirine bağlanması,
  • Verileri daha sonra kullanmak üzere saklama,
  • Bir veri akışında zamanlama düzeltmelerinin yapılmasına izin verilmesi ,
  • İkili veri bitlerini daha sonra bir birim olarak çalıştırılabilecek gruplar halinde toplamak ,
  • Diğer işlemlerin gerçekleşmesine izin vermek için bir sinyalin geçiş süresinin geciktirilmesi .

Örnekler

  • BUFFERS içinde / deyimi komutunu CONFIG.SYS arasında DOS .
  • Seri bağlantı noktası ( UART ) ile modem arasındaki arabellek . COM portu hızda modem yalnızca 14400 bit / s olabilir ederken 38400 bit / s olabilir taşıyıcı .
  • Sabit disk sürücüsündeki, yazıcıdaki veya başka bir donanımdaki tümleşik arabellek.
  • Karetamponu video kartında.

Tarih

Bir yazdırma arabelleğinin erken bir sözü, 1952'de SEAC bilgisayarı için görüntü işleme öncüsü Russel A. Kirsch tarafından tasarlanan "Outscriber"dır :

Otomatik dijital bilgisayarların tasarımındaki en önemli sorunlardan biri, hesaplanan sonuçların makineden yeterince hızlı bir şekilde alınması ve hesaplamaların daha fazla ilerlemesini geciktirmemektir. Genel amaçlı bir bilgisayarın uygulandığı sorunların çoğunda, çıktı verilerinin miktarı nispeten büyüktür - o kadar büyüktür ki, bilgisayarı bu verilerin mevcut yazdırma aygıtlarına yazılmasını beklemeye zorlamaktan ciddi verimsizlik doğar. Bu zorluk SEAC'de çıkış birimleri olarak manyetik kayıt cihazları sağlanarak çözülmüştür. Bu cihazlar, bir elektrikli daktilo çalıştırılabileceğinden 100 kat daha hızlı bir şekilde makineden bilgi alabilmektedir. Böylece çıktı verilerinin kaydında daha iyi verim elde edilir; transkripsiyon daha sonra ana bilgisayarı bağlamadan manyetik kayıt cihazından bir baskı cihazına yapılabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar