3.8. Буферизация

Ввод и вывод для дисков в операционной системе MS-DOS буферизован. Это означает, что данные не сразу записываются на диск, а накапливаются в специальном массиве (буфере). По мере заполнения буфер сбрасывается на диск. При чтении информация заполняет весь входной буфер, независимо от количества байт, которые программа читает из файла. В дальнейшем если программе потребуются данные, которые уже были считаны с диска и записаны во входной буфер, она получит их непосредственно из этого буфера без обращения к диску.

Буферизация сокращает затраты времени на ввод и вывод, особенно в тех случаях, когда программе периодически требуется одни и те же участки файлов. При копировании файлов буферизация сокращает время на перемещение головок от исходного файла к выходному и обратно, причем эффект получается тем больше, чем больше размер используемого буфера.

Операционная система MS-DOS может создать несколько буферов. Их количество зависит от оператора BUFFERS из файла config.sys . Этот оператор позволяет определить от 2 до 99 буферов. Если файл config.sys не содержит оператора BUFFERS, по умолчанию используются два буфера.

При увеличении количества буферов увеличивается вероятность того, что нужная часть файла уже считана и находится в оперативной памяти. Однако необходимо учитывать, что для хранения буферов расходуется основная оперативная память. Кроме того, с ростом количества буферов увеличивается время, необходимое операционной системе на анализ состояния буферов, что может привести к снижению производительности. Значительное снижение скорости работы наступает при количестве буферов порядка 50.

Еще один способ организовать буферизацию данных для жестких дисков и устройств CD-ROM - использовать драйвер smartdrv.exe . Этот драйвер позволяет создать для диска кеш-память в расширенной памяти.

Кеш-память особенно эффективна при работе с базами данных, когда вам периодически требуется одна и та же информация. Если создать кеш-память достаточно большого размера, можно значительно сократить количество обращений к диску.

Буферизация данных имеет и свои недостатки. Если в результате аварии в питающей сети или по какой-то другой причине компьютер выключился, то информация, хранящаяся в буферах и не записанная на диск, будет потеряна.

При закрытии файла все буферы, связанные с ним, сбрасываются на диск. Если вам надо сбросить буферы, не закрывая файл, это можно сделать с помощью функции 68h прерывания INT 21h:

При вызове этой функции дополнительно обновляется дескриптор файла в каталоге, а именно поля времени, даты и размера файла.

При разработке программ, работающих с потоками данных АЦП и ЦАП, возникает задача обеспечить обработку данных с достаточной скоростью.

Скорость потока данных определяется частотой дискретизации и не регулируется программой: физический процесс не может ждать. Если потерять часть отсчётов, то сигнал будет испорчен.

При этом компьютер, исполняющий программу, обычно работает не в реальном времени, т.е. если один шаг программы следует "сразу" за другим, то это "сразу" следует понимать как последовательность выполнения операций, а не как реальное время. Некоторые операции (например, запись на диск) могут выполняться относительно долго. Также в многозадачной операционной системе есть много процессов, прерывающих друг друга, так что программа может "застопориваться" в случайные для неё моменты времени (иногда довольно надолго – на десятки, даже сотни миллисекунд).

Кроме того, при программировании бывает необходимо обрабатывать данные блоками (порциями), а не по одному отсчету, иначе накладные расходы сведут на нет быстродействие даже современного компьютера.

Для решения этой задачи применяется буферизация.

Буфер – это массив в памяти с быстрым доступом, в котором накапливаются поступающие данные (если это поток ввода, АЦП) или из которого они отправляются с заданной скоростью (если это поток вывода, ЦАП).

При вводе данных процесс начинается с пустым буфером. При выводе буфер должен быть предварительно заполнен, иначе в начале работы может сразу произойти опустошение буфера.

Производительность обработки данных компьютером должна быть больше скорости потока (с запасом), а вот мгновенная скорость может падать, лишь бы буфер ввода не переполнился, а буфер вывода не опустел. Запас по скорости нужен, чтобы разбирать данные, накопившиеся в буфере из-за паузы (а при выводе – чтобы снова наполнить буфер).

Образно можно представить себе буфер ввода как бак, в который из трубы с постоянной скоростью поступает вода. Мы зачерпываем эту воду ведром, относим потребителю и возвращаемся; чем больше бак, тем больше времени у нас есть на непредвиденные задержки по дороге. В идеале в баке должно быть не больше ведра воды, тогда, уходя, мы оставляем его пустым и имеем максимальный запас времени. Если же случилась задержка и набралось много воды, мы начинаем торопиться, чтобы побыстрее вычерпать её.

С буфером вывода всё то же самое, только вода уходит из бака с постоянной скоростью (и прерывать подачу нельзя, это авария), а мы наливаем вёдрами. Соответственно максимальную защиту от задержек обеспечивает полный бак, а если уровень упал – его надо побыстрее восполнить.

На практике такая схема может быть реализована в виде кольцевого буфера или списка блоков меньшего размера ("вёдер"), которые ставятся в очередь. По мере готовности они обрабатываются, освободившиеся блоки-вёдра ставятся в конец очереди.

Простейший вариант – это схема с двумя буферами (двумя половинами большого буфера): когда готова одна половина, она обрабатывается, в это время данные собираются во второй половине, и за время ее заполнения должна завершиться обработка первой, потом половины "меняются ролями". Если продолжать аналогию с вёдрами, то здесь нет бака, зато есть два ведра: набрав полное ведро, мы сразу подставляем пустое и относим полное на грядку. Это очень простая и эффективная схема, но в ней размер порции обработки данных (и связанная с ним задержка) увязывается с размером буфера, что иногда неудобно.

Для использованной выше бытовой аналогии буфера и ведра сделаем важную оговорку, что под буфером (в системах сбора данных и управления) подразумевается последовательная структура, в которой данные не теряются (ведро не дырявое) и последовательность данных не изменяется. Другими словами, попавший в буфер отсчёт данных не может обогнать ранее пришедший отсчёт.

Также отметим, что реализация буфера может быть не только программная, но и аппаратная, например в FPGA , по типу линейной очереди заданного максимального размера "первым вошёл – первым вышел" (FIFO – First In, First Out).

Если термин "буферизация" рассматривать шире, то буферизация может быть и без сохранения естественного порядка следования данных, например, LIFO "последним вошёл – первым вышел" (LIFO – Last In, First Out). Другое известное название буфера LIFO – это стек (Stack), который широко применяется в программировании.

При сравнении характеристик систем сбора данных важен не просто байтовый объём буфера в системе, а расчётное максимальное время буферизации сигнала при данной скорости ввода данных (для АЦП) или вывода данных (ЦАП). Для расчёта времени буферизации следует учитывать необходимую скорость сбора данных (отсчётов в секунду) и размер слова данных, занимаемый одним отсчётом (типично: 2 или 4 байта). В слове, кроме отсчёта данных, может находиться вспомогательная индексная информация, маркирующая поток данных для разных вспомогательных задач при работе с данными на верхнем программном уровне в ПК.

С данной темой связаны следующие статьи:

• Ввод-вывод данных синхронный и асинхронный
• Можно ли обрабатывать данные от АЦП на ПК в реальном времени, отсчет за отсчетом?

Пример использования термина

Терминология, связанная с буферизацией потоков данных, широко используется в руководствах на различные системы сбора данных (LTR, E-502, L-502, E14-x40 и т.д.) при описании их функциональных схем и программных интерфейсов.

Модуль АЦП/ЦАП
16/32 каналов, 16 бит, 2 МГц, USB, Ethernet

E-502

АЦП: 16 бит; 16/32 каналов;
±0,2 В…10 В; 2 МГц
ЦАП: 16 бит; 2 канала; ±5 В; 1 МГц
Цифровые входы/выходы:
18/16 TTL 5 В
Интерфейс: PCI Express

Знаете, как заставить интернет-браузер Mozilla Firefox провести полную буферизацию видео на YouTube? Наверное не знаете, так как продолжаете читать эту инструкцию!

Зачем нужна буферизация пользователям? В первую очередь для того, чтобы максимально комфортно смотреть видеоматериал при интернет-соединении, просто поставив вначале его на паузу и дождавшись полной загрузки.

Во вторую очередь для того, чтобы можно было просмотреть ролик в выбранном качестве. Не снижая качества в настройках, и даже в автономном режиме при нестабильном интернет-соединении. По-умолчанию, видео-сервис YouTube ограничивает предзагрузку видеоролика в окне своего плеера, разбивая его на сегменты, подгружающиеся по мере просмотра ролика.

Качество видео-потока динамически корректируется на основе сетевых условий, путем изменения уровня при просмотре. Выполните следующие действия, чтобы настроить Firefox на полную буферизацию, без использования различных дополнений и расширений к браузеру.

БУФЕРИЗАЦИЯ ВИДЕО

Откройте интернет-браузер и в строке URL-адреса напишите:

и пообещайте, что будете осторожны.

Измените (просто двойным кликом мышки) значение с “true” на “false”.

Перезагрузите браузер. Наслаждайтесь просмотром буферизированного видеоматериала.

P.S. Ещё больше компьютерных советов можете найти в . Рекомендуйте инструкции своим знакомым и друзьям через кнопки социальных сетей, тем самым поможете развитию этого ресурса. Огромное спасибо!

Буферизация - это способ организации обмена, а именно ввода и вывода данных в вычислительных устройствах и компьютерах. Буфер используется как место для временного хранения данных. Во время ввода данных одни устройства производят запись данных в буфер, в то время как другие производят чтение данных из буфера. При выводе все с точностью до наоборот.

Где мы встречаемся с буферизацией?

Фактически все процессы в ПК связаны с этим процессом. Неинформированному человеку нелегко понять, что такое буферизация. Однако наблюдать ее очень просто: та же загрузка фильма онлайн - происходит буферизация данных, фильм загружается в КЭШ и воспроизводится, хотя его на компьютере и нет.

Операция эта позволяет процессам выполнять ввод и вывод данных независимо друг от друга. Благодаря такой своей полезности, буферизация используется в многофункциональных ОС.

Несколько ее видов применяются в компьютерной графике для ввода, вывода и обработки изображения. Их реализация происходит аппаратно или программно.

Примером буферизации в служит оперативная память модема, которая используется для временного хранения получаемых и отсылаемых файлов.
Примером буферизации в программном обеспечении являются многозадачные ОС, в них при вводе данных на печать происходит временная закачка файлов в очереди печати.

Продвинутым пользователям ПК необходимо знать, что такое буферизация.
В сфере информационных технологий всегда существует поверхностная информация и углубленная. Разобравшись, что такое буферизация, можно пойти дальше и рассмотреть детальней сами ее виды.

Известно, что существует двойная и тройная буферизация. О них пойдет речь в следующем подзаголовке.

Тройная буферизация - что это такое?

В компьютерной графике данный вид обсуждаемого процесса представляет собой разновидность двойной буферизации. Разница лишь в методе вывода изображений. Тройная позволяет избежать или уменьшить число артефактов. Также различия между двойной и тройной буферизацией наблюдаются и в скорости вывода изображения.

Методом тройной буферизации также является синхронизация с Третий буфер здесь используется как метод предоставления свободного пространства для запросов на изменение в общем объёме выводимой графики. Он действует как своего рода хранилище. Метод тройной буферизации требует больше ресурсов, но обеспечивает согласованную частоту кадров.

Три буфера - это не предельное количество. Однако необходимости в 4 и более местах для временного хранения закачиваемых файлов нет, активно работать всегда будут только 3 из них. Поэтому оптимальный вариант - тройная буферизация.

Рассмотрим, что такое буферизация в играх?

Для передачи изображения игр также используется буферизация. В играх используется как двойная, так и тройная. Двойная буферизация предназначена для более слабых ПК и ОС, в то время как тройная - для более мощных.

Если использовать тройную буферизацию на слабой ОС, игра может глючить. Иными словами, от того, какого вида процесс используется на вашем компьютере, зависит производительность. Игры тоже бывают разные, с разными требованиями к ПК и ОС.

Подбирать вид буферизации достаточно сложно, так как производители игр создают свое детище, используя разнообразные методы. Поэтому на игровых форумах можно часто слышать о том, как определенная игра плохо работает с тройной буферизацией, и наоборот.

В идеале, производители должны указывать системные требования конкретной игры, её совместимость с различными ОС, поддержка буферизации и т. д.

В случае если производитель не дал конкретной информации по поводу совместимости, её можно проверить самому. В любом случае тратится только время, компьютеру это никакого вреда не принесет. Несовместимость можно будет заметить практически сразу, так как она отражается в торможении графической визуализации и плохой синхронизации изображения со звуком.

О буферизации вывода

Буферизация вывода - достаточно полезная вещь. Данная функция заключается в складывании в стопку всего вывода скрипта, добавлении туда заголовков cookie и другого получившегося в результате работы конкретного скрипта. После завершения обработки информации все данные отправляются к клиенту в обратной последовательности, то есть сначала заголовки, потом страница и затем результат работы скрипта.

Возможности, которые открываются благодаря буферизации вывода

1. Посылка cookie из абсолютно любого места в скрипте.
2. Начало сессии в любое время.
3. Сжатие данных перед отправкой клиенту.

Следует помнить, что сжатие потребует дополнительных ресурсов процессора. Но скорость передачи увеличится на 40% (в зависимости от количества картинок и текста). Известно, что картинки сжимаются намного хуже текста. Буферизация вывода по умолчанию не включена.

Существует 2 метода включить буферизацию вывода:

1. Подходит для тех, кто владеет самим сервером или у кого есть доступ к файлу php.ini. Все, что требуется, найти в этом файле директиву output_buffering и присвоить ей значение On.
2. Второй способ заключается в использовании ob_start() в скрипте, вывод которого необходимо буферизовать.

Вот мы и разобрались с тем, что такое буферизация.

что такое буферизация и получил лучший ответ

Ответ от Ђоша Бесфамильный[гуру]
Буферизация (от англ. buffer) - метод организации ввода и вывода данных в компьютерах и других вычислительных устройствах, который подразумевает использование буфера для временного хранения данных. При вводе данных одни устройства или процессы производят запись данных в буфер, а другие - чтение из него, при выводе - наоборот. Процесс, выполнивший запись в буфер, может немедленно продолжать работу, не ожидая, пока данные будут обработаны другим процессом, которому они предназначены. В свою очередь, процесс, обработавший некоторую порцию данных, может немедленно прочитать из буфера следующую порцию. Таким образом, буферизация позволяет процессам, производящим ввод, вывод и обработку данных, выполняться параллельно, не ожидая, пока другой процесс выполнит свою часть работы. Поэтому буферизация данных широко применяется в многозадачных ОС.

Ответ от 2 ответа [гуру]

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: что такое буферизация

Ответ от Sweet [гуру]
загрузка. чаще всего ролика или клипа, если смотришь из инета

Ответ от 3akypu_nanupocky [гуру]
Вставка силиконовых имплантантов.
Шутка. Буферизация (от англ. buffer) - метод организации ввода и вывода данных в компьютерах и других вычислительных устройствах, который подразумевает использование буфера для временного хранения данных Полный ответ см. источник

Ответ от FAVan [гуру]
Копирование данных в предварительный буфер обмена (обычно в оперативной памяти) для увеличения скорости чтения в случае, когда устройство (обычно жесткий диск или CD-ROM) занято другим делом.

Ответ от НиколаиЧ™ [гуру]
Буферизация это процесс построения некоторой окрестности вокруг объекта, которая в свою очередь может являться новым объектом. Дадим более подробное определение буфера. Пусть на плоскости, на которой задана прямоугольная система координат (X,Y) располагается объект (ограниченное и непрерывное множество) А. Буфером О радиуса R называется множество точек для которого выполняется следующее условие:
x, y принадлежит O(R) если p((x,y), (x0, y0)) <= R., где p- расстояние. , а x0, y0 может быть любой точкой принадлежащей А
Буферы для объектов различного характера локализации приведены на рис 5.
Буферы используются в случае, если необходимо построить "зоны влияния" или "зоны досягаемости", определяемые каким либо объектом. Построенные зоны могут использоваться для определения участков территории которых имеется сочетание определенных факторов или для нахождения различных объектов, на которые "воздействует" исходный объект. В качестве таких зон могут выступать: охранные зоны инженерных коммуникаций, зоны повышенной опасности при производстве взрывных работ, зоны транспортной досягаемости и т. д.
В качестве примера применения буферизации рассмотрим задачу определения наилучшего месторасположения горнообогатительной фабрики, принимающей сырьё с нескольких карьеров автомобильным транспортом и отправляющей концентрат потребителю по железной дороге. Пусть далее известно, что транспортировку сырья автомобильным транспортом невыгодно осуществлять при удаленности более 10 км, и комбинат должен располагаться в непосредственной близости от магистральной железной дороги (до 1 км). В качестве исходной информации берется цифровая карта содержащая слои карьеров и железных дорог. Решение задачи будет выглядеть следующим образом. Сначала мы должны построить вокруг карьеров буферы с радиусом 10 км и буферы вокруг железных дорог радиусом 1 км. Далее, мы должны отыскать участок пересечения всех построенных буферов (для этого можно воспользоваться описанным выше оверлеем). Внутри этого участка можно размещать обогатительную фабрику. Если такого участка нет, то возможно частичное решение задачи (обслуживание только нескольких карьеров) , либо решение задачи невозможно вообще.