Buffering

Universidad Mariano Gálvez

Buffering
En términos informáticos, es un espacio de memoria en el que se
almacenan datos para evitar que el programa o recurso que los requiere,
hardware o software, se quede sin datos durante una
transferencia.

Normalmente los datos se almacenan en un buffer mientras son
transferidos desde un dispositivo de entrada (como un ratón) o
justo antes de enviarlos a undispositivo de salida (como unos
altavoces). También puede utilizarse para transferir datos entre
procesos, de una forma parecida a los bufferes utilizados en telecomunicaciones.

Ejemplo: En una comunicación telefónica, en la que al realizar una llamada esta
se almacena, se disminuye su calidad y el número de bytes a ser transferidos, y
luego se envían estos datos modificados al receptor.

Losbuffers pueden ser implementados por software o hardware, aunque la gran mayoría son del
primer tipo (software). Normalmente se usan cuando la frecuencias
de transferencia de datos es distinta a la de procesado, dependiendo
de las limitaciones del sistema, o también cuando la frecuencia es
variable, como en la recepción de vídeo online (streaming). Estas
diferencias temporales de transmisión sonnormalmente ajustadas
mediante la implementación de un algoritmo con cola (o estructura
de tipo FIFO) en memoria, para así escribir datos en la cola a una
frecuencia y leerlos a otra. Esto ocurre en el envío de datos de un procesador a una impresora para
que los imprima. La velocidad de impresión de la impresora en comparación a la del procesador es
muy lenta, debido a esto la impresora tendrá que teneruna cola FIFO (software), para ir acumulando
los trabajos que todavía no se han podido imprimir.

Se puede ejemplificar la función de un buffer utilizando ésta metáfora:
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Un buffer es como tener dinero en el banco (buffer), un trabajo
(entrada) y unos gastos fijos (salida). Si tenes un trabajo inestable,
mientras tengas ciertos ahorros, podes mantener tus gastos fijos
sinproblemas, e ir ingresando dinero cuando podas según vas
trabajando. Si los ahorros son pequeños, en seguida que no tengas
trabajo, no vas a poder cubrir los gastos fijos.

De la misma forma si escuchas música en Internet y tu programa de audio usa un buffer pequeño,
en cuanto que haya alguna interrupción en la descarga (porque las descargas nunca tienen una
velocidad constante), notarás cortes de sonido,ya que faltará información.

Cuando tenemos un buffer, el periférico produce información y el proceso la consume. El periférico
sólo debe ponerse de acuerdo con el buffer y únicamente habrá problemas cuando el buffer este
lleno. Por otro lado, el procesador sólo consumirá información del buffer y sólo deberá esperar
cuando el buffer este vacío.

Uso de memoria intermedia.
El buffering trata demantener ocupados tanto la CPU como los dispositivos de E/S. La idea es
sencilla, los datos se leen y se almacenan en un buffer, una vez que los datos se han leído y la CPU
va a iniciar inmediatamente la operación con ellos, el dispositivo de entrada es instruido para iniciar
inmediatamente la siguiente lectura. La CPU y el dispositivo de entrada permanecen ocupados.
Cuando la CPU esté libre para elsiguiente grupo de datos, el dispositivo de entrada habrá terminado
de leerlos. La CPU podrá empezar el proceso de los últimos datos leídos, mientras el dispositivo de
entrada iniciará la lectura de los datos siguientes. Para la salida, el proceso es análogo. En este caso
los datos de salida se descargan en otro buffer hasta que el dispositivo de salida pueda procesarlos.
Este sistema soluciona enforma parcial el problema de mantener ocupados todo el tiempo la CPU
y los dispositivos de E/S. Ya que todo depende del tamaño del buffer y de la velocidad de
procesamiento tanto de la CPU como de los dispositivos de E/S. El manejo de buffer es complicado.
Uno de los principales problemas reside en determinar tan pronto como sea posible que un
dispositivo de E/S haya finalizado una operación....