Vyrovnávací paměť dat - Data buffer

„Vyrovnávací paměť“ se zde přesměrovává. Nesmí být zaměňována s registrem vyrovnávací paměti .

Ve výpočetní technice je datová vyrovnávací paměť (nebo jen vyrovnávací paměť ) oblast úložiště fyzické paměti sloužící k dočasnému uložení dat při jejich přesunu z jednoho místa na druhé. Data se obvykle ukládají do vyrovnávací paměti při načítání ze vstupního zařízení (například mikrofonu) nebo těsně před odesláním do výstupního zařízení (například reproduktorů). Při přesunu dat mezi procesy v počítači však lze použít vyrovnávací paměť . To je srovnatelné s vyrovnávací pamětí v telekomunikacích. Vyrovnávací paměti lze implementovat na pevném paměťovém místě v hardwaru - nebo pomocí virtuální datové vyrovnávací paměti v softwaru, ukazující na místo ve fyzické paměti. Ve všech případech jsou data uložená v datové vyrovnávací paměti uložena na fyzickém paměťovém médiu . Většina vyrovnávacích pamětí je implementována v softwaru , který k ukládání dočasných dat obvykle používá rychlejší paměť RAM , a to díky mnohem rychlejší době přístupu ve srovnání s jednotkami pevného disku . Vyrovnávací paměti se obvykle používají, když existuje rozdíl mezi rychlostí, kterou jsou data přijímána, a rychlostí, jakou je lze zpracovat, nebo v případě, že jsou tyto rychlosti proměnlivé, například ve zařazovacím zařízení tiskárny nebo v online streamování videa . V distribuovaném výpočetním prostředí je datová vyrovnávací paměť často implementována ve formě nárazové vyrovnávací paměti, která poskytuje distribuovanou vyrovnávací službu.

Vyrovnávací paměť často upravuje časování implementací algoritmu fronty (nebo FIFO ) do paměti, přičemž současně zapisuje data do fronty jednou rychlostí a čte je jinou rychlostí.

Aplikace

Vyrovnávací paměti se často používají ve spojení s I / O pro hardware , jako jsou diskové jednotky , odesílání nebo přijímání dat do nebo ze sítě nebo přehrávání zvuku na reproduktoru. Linka na horskou dráhu v zábavním parku sdílí mnoho podobností. Lidé, kteří jezdí na horské dráze, přicházejí neznámým a často proměnlivým tempem, ale horská dráha bude schopná nakládat lidi v nárazech (jak horská dráha přijde a je naložena). Oblast fronty funguje jako vyrovnávací paměť - dočasný prostor, kde ti, kteří chtějí jet, čekají, dokud jízda nebude k dispozici. Vyrovnávací paměti se obvykle používají v metodě FIFO (první dovnitř, první ven), výstup dat v pořadí, v jakém dorazil.

Vyrovnávací paměti mohou zvýšit výkon aplikace tím, že umožní rychlé dokončení synchronních operací, jako je čtení nebo zápis souborů, namísto blokování při čekání na hardwarová přerušení přístupu k subsystému fyzického disku; místo toho může operační systém okamžitě vrátit úspěšný výsledek z volání API, což umožní aplikaci pokračovat ve zpracování, zatímco jádro dokončí operaci disku na pozadí. Další výhody lze dosáhnout, pokud aplikace čte nebo zapisuje malé bloky dat, která neodpovídají velikosti bloku diskového subsystému, což umožňuje použití vyrovnávací paměti pro agregaci mnoha menších operací čtení nebo zápisu do velikostí bloků, které jsou efektivnější pro diskový subsystém nebo v případě čtení někdy úplně zabránit nutnosti fyzického přístupu k disku.

Telekomunikační vyrovnávací paměť

Rutina vyrovnávací paměti nebo paměťové médium používané v telekomunikacích kompenzuje rozdíl v rychlosti toku dat nebo době výskytu událostí při přenosu dat z jednoho zařízení do druhého.

Vyrovnávací paměti se používají k mnoha účelům, včetně:

  • Propojení dvou digitálních obvodů pracujících s různými rychlostmi,
  • Uchovávání dat pro pozdější použití,
  • Umožnění provádění časových oprav v datovém proudu ,
  • Sběr binárních datových bitů do skupin, které lze poté provozovat jako jednotku,
  • Zpoždění doby přenosu signálu, aby se mohly uskutečnit další operace.

Příklady

  • Tyto BUFFERS příkaz / příkazu v config.sys z DOSu .
  • Vyrovnávací paměť mezi sériovým portem ( UART ) a modemem . Rychlost portu COM může být 38 400 bit / s, zatímco modem může mít pouze 14 400 bit / s nosnou .
  • Integrovaná vyrovnávací paměť na pevném disku, tiskárně nebo jiném hardwaru.
  • Framebuffer na grafickou kartu.

Dějiny

Časná zmínka o tiskové vyrovnávací paměti je „Outscriber“ vytvořený průkopníkem zpracování obrazu Russelem A. Kirschem pro počítač SEAC v roce 1952:

Jedním z nejdůležitějších problémů při konstrukci automatických digitálních počítačů je dostat dostatečně rychle vypočítané výsledky ze stroje, aby se zabránilo zpoždění dalšího postupu výpočtů. V mnoha problémech, na které se používá univerzální počítač, je množství výstupních dat relativně velké - tak velké, že by vážná neúčinnost vyplynula z toho, že by počítač musel čekat na zadání těchto dat na stávajících tiskových zařízeních. Tento problém byl v systému SEAC vyřešen poskytnutím magnetických záznamových zařízení jako výstupních jednotek. Tato zařízení jsou schopna přijímat informace ze stroje rychlostí až 100krát tak rychle, jak lze ovládat elektrický psací stroj. Lepší účinnosti je tedy dosaženo při záznamu výstupních dat; transkripci lze provést později z magnetického záznamového zařízení na tiskové zařízení, aniž by byl vázán hlavní počítač.

Viz také

Reference