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ıllı Búfer de datos wiki: info, historia y vídeos

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Búfer de datos

En informática, un búfer (del inglés, buffer) es un espacio de memoria, en el que se guardan datos de forma temporal, generalmente para un solo empleo (normalmente emplean un sistema de cola FIFO); su primordial empleo es para eludir que el programa o bien recurso que los requiere, así sea hardware o bien software, se quede sin datos a lo largo de una trasferencia (entrada/salida) de datos irregular o bien por la velocidad del proceso.

Normalmente los datos se guardan en un búfer mientras que son transferidos desde un dispositivo de entrada (como un ratón o bien mouse) o bien inmediatamente antes de mandarlos a un dispositivo de salida (por ejemplo: altífonos). Asimismo puede usarse para trasferir datos entre procesos, de una manera similar a los búferes usados en telecomunicaciones. Un caso de esto último ocurre en una comunicación telefónica, en la que al efectuar una llamada esta se guarda, se reduce su calidad y el número de bytes a ser transferidos, y después se mandan estos datos cambiados al receptor.

Implementación

Los búferes pueden ser incorporados por software o bien hardware, esto depende del origen del búfer, si bien la enorme mayoría son del tipo software debido a la flexibilidad para su creación.

Normalmente se emplean cuando la frecuencia de trasferencia de datos es diferente a la de procesado, en dependencia de las restricciones del sistema, o bien asimismo cuando la frecuencia es variable, como en la recepción de vídeo en-línea (streaming). Estas diferencias temporales de transmisión son por norma general ajustadas a través de la implementación de un algoritmo tipo cola (o bien estructura de tipo FIFO) en memoria, para de esta manera redactar datos en la cola a una frecuencia y leerlos a otra. Esto ocurre en el envío de datos de un procesador a una impresora a fin de que los imprima. La velocidad de impresión de la fotocopiadora en comparación a la del procesador es lentísima, debido a esto la impresora deberá tener una cola FIFO (software), para ir amontonando los trabajos que aún no se han podido imprimir.

Los búferes se pueden emplear en cualquier sistema digital, no solo en informáticos, como en reproductores de música y vídeo.

Se puede ejemplarizar la función de un búfer usando esta metáfora: «un búfer es como tener dinero en el banco (buffer), un trabajo (entrada) y unos gastos fijos (salida). Si tienes un trabajo inestable, mientras que tengas determinados ahorros, puedes sostener tus gastos fijos sin inconvenientes, y también ir ingresando dinero cuando puedas conforme vas trabajando. Si los ahorros son pequeños, enseguida que no tengas trabajo, no podrás acometer los gastos fijos. De igual manera si escuchas música en Internet y tu programa de audio emplea un búfer pequeño, cuando haya alguna interrupción en la descarga (pues las descargas jamás tienen una velocidad incesante), apreciarás cortes de sonido, en tanto que va a faltar información».

Requerimientos mínimos

Para que un búfer, de tipo software o bien hardware, pueda marchar apropiadamente es imprescindible que este tenga por lo menos las próximas características:

Espacio: es la memoria en donde se guarda la información guardada en el búfer, sin ella no existe en donde guardar la información
Dirección: señala en donde esté el espacio
Dimensión: señala el tamaño del espacio
Índice o bien particiones: señala de qué forma se utilizara la información guardada en el búfer

Los búferes se emplean, frecuentemente, juntamente con E/S de hardware, tal y como unidades de disco, mandar o bien percibir datos a/o desde una red, o bien reproducción de sonido en un altífono. Una línea a una montaña rusa en un parque de atracciones comparte muchas semejanzas. Las personas que viajan en la montaña llegan a un ritmo ignoto y variable, mas la montaña rusa va a ser capaz de cargar personas de cuajo (tal y como llegan se marchan montando). La zona de la cola actúa como un búfer: un espacio temporal donde los que deseen viajar deben aguardar a que el viaje esté libre. Los búferes usan normalmente un procedimiento FIFO (primero en entrar, primero en salir), o sea, la salida de datos se genera en el orden en que llegaron.

Diferencias con la caché

Una memoria caché puede ser utilizada en ocasiones como un búfer, y a la inversa. No obstante, una caché opera con el presunto de que exactamente los mismos datos serán empleados múltiples veces, que los datos escritos van a ser leídos en un periodo corto de tiempo, o bien teniendo presente la posibilidad de múltiples lecturas o bien escrituras para formar un solo bloque más grande. Su premisa básica es reducir los accesos a los almacenamientos de nivel más bajo, los que son bastante lentos. La caché asimismo es generalmente una capa de abstracción que está desarrollada para ser invisible.

Una caché de disco o bien fichero de caché guarda las estadísticas de los datos guardados en él y da datos con un tiempo máximo de espera en modos de escritura de forma diferida. Un búfer, por contra, no hace nada de esto, sino es empleado generalmente en entrada, salida y en ocasiones, almacenaje temporal de datos que se enrutan entre diferentes dispositivos o bien que serán cambiados de forma no secuencial ya antes de ser escritos o bien leídos de forma secuencial.

Ejemplos:

Una de las primeras ocasiones en que se mentó el término de búfer de impresión fue en mil novecientos cincuenta y dos, por Russel A. Kirsch para el ordenador SEAC:

Los inconvenientes más habituales para los búferes son:

Desbordamiento de búfer (overflow), asimismo conocido como overrun, el que se da cuando el tamaño del búfer es deficiente para guardar la información que se quiere ingresar en general causado por un inconveniente de programación en donde el programa a emplear el búfer tergiversa el tamaño de tal búfer.

Subdesbordamiento de búfer (underflow), asimismo conocido como underrun, es un inconveniente generado por la carencia de información en el búfer cuando es requerida por el otro programa causando en general por un fallo de tiempos, velocidad inestable de trasferencia de datos.

Sobreescritura, asimismo conocido como overwrite, es un inconveniente normalmente creado por la mala programación del búfer puesto que se escribe información en espacios de memoria donde aún no se usa esa información causando la pérdida de dicha información.

Búfer de telecomunicación

La rutina del búfer, o, el almacenaje medio utilizado en telecomunicaciones, compensa una diferencia en el flujo de datos, o bien el tiempo de la ocurrencia, al trasferir datos desde un dispositivo a otro.

Los almacenadores intermedios se usan para muchos propósitos, por ejemplo:

Interconectando 2 circuitos digitales que marchan a distintas velocidades.
Datos de posesión para el empleo en un instante siguiente.
Permitir que las correcciones que miden el tiempo sean hechas en una secuencia de datos.
Recoger los bits de datos binarios en los conjuntos que pueden marchar encendido como unidad.
Retraso de la temporada de tránsito de una señal para dejar que otras operaciones ocurran.

Otros ejemplos

El buffer de teclado es una memoria media en la que se marchan guardando los caracteres que un usuario teclea, los que son tratados por el PC apenas se libere un recurso.
Las grabadoras de CD o bien DVD, tienen un búfer a fin de que no se pare la grabación. Hoy día hay sistemas para reanudar la grabación mas ya antes suponía que el disco óptico no quedaba bien grabado y muy frecuentemente era inútil.
En audio o bien vídeo en streaming por Internet, se tiene un búfer a fin de que haya menos opciones de que se corte la reproducción cuando se reduzca o bien corte el ancho de banda.
Un buffer conveniente deja que en el salto entre 2 canciones no haya una pausa molesta.
YouTube y otros servicios de vídeo y T.V. web, cuentan con un búfer, que acostumbra a ser mejorado por un búfer inteligente (smart buffer), para eludir que se interrumpa la reproducción, y que viene con los navegadores de internet de ordenadores, tabletas y televisiones inteligentes.

Administración

A continuación se muestran ciertas formas en que se administran los diferentes géneros de búferes, cada procedimiento a emplear depende de la información a tratar o bien de los procesos que la van a emplear.

Almacenamiento temporal único por demanda: este sistema no consta más que del búfer y el programa que lo emplea. El búfer es sencillamente un algoritmo de cola usado por el programa, con lo que es este último quien le detalla en qué momento lo va a usar a través de demandas.
Almacenamiento temporal por anticipación: en un caso así, se le agrega una bandera (flag) al búfer, que estará mudando de valor continuamente para apuntar cuando este está lleno o bien vacío. Esto con la intención de que el búfer se anticipe a las demandas del programa y pueda llenarse por sí solo cuando se advierta que está vacío.
Almacenamiento temporal con bloques: además de la bandera, en un caso así, el búfer asimismo tiene una variable contador, que le deja saber el índice del último registro que pudo guardar en su memoria. De este modo, cuando se leen bloques grandes de información, el búfer sabe precisamente cuál es el próximo registro a procesar.
Doble almacenaje temporal: este procedimiento consta de 2 búferes idénticos al del caso del almacenaje temporal con bloques, y estos trabajan de manera coordinada guardando información que el otro no alcanzó a guardar ya antes de llenarse. La idea es que un búfer se llene mientras que el otro se vacía, con el objetivo de optimar el proceso.
Triple almacenaje temporal: en un caso así, se cuenta con 3 búferes ordenados. Por lo menos uno siempre y en toda circunstancia debe estar lleno, de esta forma el programa puede estar procesando información sin interrupciones.

?«SEAC Maintenance Manual: The Outscriber». National Bureau of Estándares Report2794. julio de mil novecientos cincuenta y tres.
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