Almacenamiento en búfer en computadoras: definición, propósito y estrategias

El propósito del almacenamiento en búfer

Vivimos en un mundo conectado. Lo primero que le viene a la mente cuando escucha la palabra búfer probablemente esté relacionado con ver videos en YouTube o transmisiones en vivo de Netflix o Hulu. En una transmisión de video, un búfer representa la cantidad de datos necesarios para descargar antes de que el video pueda reproducirse para el espectador en tiempo real. El búfer almacena los datos transmitidos temporalmente a medida que pasan de un dispositivo a otro o entre un dispositivo y una aplicación.

Un búfer en un entorno informático significa que se almacenará una cantidad determinada de datos para precargar los datos necesarios justo antes de que la CPU los utilice. Las computadoras tienen muchos dispositivos diferentes que funcionan a diferentes velocidades, y se necesita un búfer para que actúe como una especie de marcador de posición temporal para todo lo que interactúa. Esto se hace para que todo funcione de manera eficiente y sin problemas entre todos los dispositivos, programas y procesos que se ejecutan en ese momento.

¿Qué lo hace útil?

Imagine un mundo donde las computadoras sean mucho menos eficientes y las cosas no sean tan hermosas como lo son hoy. No es divertido pensar en eso, ¿verdad? La eficiencia es una de las razones más citadas por las que tenemos almacenamiento en búfer de datos para computadoras. Los búferes no solo permiten que programas o servicios específicos se ejecuten de manera más eficiente, sino que también hay una variedad de tipos y usos específicos para cada situación única. Por ejemplo, los programas de edición de texto almacenan el contenido en un búfer antes de guardarlo en el disco duro. Esto significa que los datos se almacenan temporalmente hasta que el usuario los guarde físicamente en el disco duro.

Almacenamiento en búfer frente a almacenamiento en cola

Ya sabemos que un búfer es un proceso que almacena temporalmente datos en un área reservada de la memoria justo antes de su uso. Spooling es un acrónimo conocido como Simultaneous Peripheral Operation Online y se utiliza para almacenar temporalmente datos específicos de forma muy similar a como lo hace un búfer. La principal diferencia entre estos dos procesos es que un búfer solo permitirá que la entrada/salida (E/S) de un trabajo se superponga con el cálculo en el que está trabajando en ese momento. La puesta en cola permite que varios cálculos se superpongan a otros al mismo tiempo.

Esto técnicamente hace que el spooling sea más eficiente que el almacenamiento en búfer, ya que puede hacer varias cosas a la vez, pero ambas tienen sus propósitos y situaciones ideales. El spooling se utiliza principalmente como un gran búfer para tareas o trabajos que deben completarse en un momento posterior. Por ejemplo, una impresora puede recibir varios trabajos de impresión a la vez en una cola sin interrumpir lo que el usuario está haciendo en la computadora porque el administrador de trabajos de impresión se encarga de todo eso en segundo plano.

Búfer de entrada/salida

El almacenamiento en búfer de entrada/salida que se utiliza en los sistemas operativos es otro método de almacenamiento temporal de datos entre la CPU y algún dispositivo externo, como un micrófono o una cámara web. Todos los dispositivos se ejecutan e interactúan entre sí a diferentes velocidades, y el búfer ayuda a estos dispositivos a comunicarse entre sí a velocidades de datos que todos pueden manejar.

Los sistemas operativos utilizan tres tipos de técnicas de almacenamiento en búfer de E/S: almacenamiento en búfer simple, almacenamiento en búfer doble y almacenamiento en búfer circular. En un solo búfer , cuando un proceso quiere acceder a una solicitud de E/S, los datos se almacenan en una sección de la memoria del sistema. Un búfer doble permite que se usen dos búfer para que un búfer se pueda procesar mientras la información se envía al segundo. El almacenamiento en búfer circular se utiliza cuando hay más de dos búferes y utiliza una cola basada en prioridades que otorga el primer acceso a los trabajos más exigentes.

Resumen de la lección

Un búfer en un entorno informático significa que se almacenará una cantidad determinada de datos para precargar los datos necesarios justo antes de que la CPU los utilice. Solo permitirá que la entrada/salida (E/S) de un trabajo se superponga con el cálculo en el que está trabajando en ese momento.

Spooling , u operación periférica simultánea en línea, también se utiliza para almacenar temporalmente datos específicos, pero permite que varios cálculos se superpongan a otros al mismo tiempo.

El almacenamiento en búfer es ideal para la transmisión de video porque precarga los datos necesarios para la reproducción, mientras que con el almacenamiento en cola tendrá que esperar hasta que se hayan descargado todos los datos antes de comenzar a reproducir el video. Por lo tanto, la cola de impresión es mejor para imprimir documentos, ya que puede ejecutar varias instancias a la vez sin entrar en conflicto con el entorno del usuario. Las tres técnicas principales de almacenamiento en búfer de E/S son:

• Búfer único : cuando los datos se almacenan en una sección de la memoria del sistema
• Doble búfer : permite utilizar dos búfer
• Almacenamiento en búfer circular : utiliza una cola basada en prioridades para cuando se necesitan más de dos búferes