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  • IO系统引入缓冲机制原因
    2021-12-12 12:23:12

    IO系统引入缓冲机制原因

    1. 缓和cpu 和 I/O 设备之间速度不匹配的矛盾,因为cpu 的运算效率远远高过I/O 设备的速率
    2. 减少对cpu 的中断频率,放宽对中断响应时间的限制
    3. 提高cpu 和 I/O 设备之间的并行性

    以上,引入缓冲机制,可以显著的提高cpu 和 I/O 设备 之间的并行操作程度,提高操作系统的吞吐量和设备的利用率

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    1、改善CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾

    例如一个程序,它时而进行长时间的计算e69da5e6ba9062616964757a686964616f31333433646366而没有输出,时而又阵发性把输出送到打印机。由于打印机的速度跟不上CPU,而使得CPU长时间的等待。如果设置了缓冲区,程序输出的数据先送到缓冲区暂存,然后由打印机慢慢地输出。

    这时,CPU不必等待,可以继续执行程序。实现了CPU与I/O设备之间的并行工作。事实上,凡在数据的到达速率与其离去速率不同的地方,都可设置缓冲,以缓和它们之间速度不匹配的矛盾。众所周知,通常的程序都是时而计算,时而输出的。

    2、可以减少对 CPU的中断频率,放宽对中断响应时间的限制

    如果I/O操作每传送一个字节就要产生一次中断,那么设置了n个字节的缓冲区后,则可以等到缓冲区满才产生中断,这样中断次数就减少到1/n,而且中断响应的时间也可以相应的放宽。

    3、提高 CPU和 I/O设备之间的并行性

    缓冲的引入可显著提高 CPU和设备的并行操作程度,提高系统的吞吐量和设备的利用率。

    根据I/O控制方式,缓冲的实现方法有两种:

    一种是采用专用硬件缓冲器一种是在内存划出一个具有n个单元的专用缓冲区,以便存放输入/输出的数据。内存缓冲区又称软件缓冲。

    扩展资料:

    相关延伸:缓冲缓存

    缓冲是指把视频、图片、音乐等网络内容存放在本地一段时间,那样以前请求过的信息被再次请求时,就不会再次耗用WAN带宽。

    缓冲往往应用到网页,就网页而言,对信息(而不是事务)的请求来自远程站点。凡是在特定的LAN网段上请求网页的人,都可以跨WAN重复使用被请求过的信息。现有的几种产品有助于Web事务的缓冲。这种情况下,页面的某些部分不会变化,如页面标题和组织名称。

    提供这类产品的厂商包括了Chutney Technologies和 FineGround Networks(严格说来,Web浏览器早就在利用及优化缓冲机制)、Converged Access以及其他一些网络厂商。 缓冲也在开始应用于文件系统和电子邮件系统。

    实际上,有些较为全面的针对特定应用的缓冲(而不是普通的流量缓冲)能够集中存储和应用服务器,而不会严重影响最终用户的性能。

    参考资料来源:百度百科-缓冲

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  • 引入缓冲技术的原因: 1、 为了进一步缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。 2、 提高CPU与I/O设备之间的并行性。 3、 为了减少中断次数和CPU的中断处理时间。如果没有缓冲,慢速I/O设备每传一个字节就要产生一...

    缓冲是两种不同速度设备之间的传输信息时平滑传输过程的常用手段。

    引入缓冲技术的原因:

    1、  为了进一步缓和CPU和I/O设备之间速度不匹配的矛盾。

    2、  提高CPU与I/O设备之间的并行性。

    3、  为了减少中断次数和CPU的中断处理时间。如果没有缓冲,慢速I/O设备每传一个字节就要产生一个中断,CPU必须处理该中断。如果用了缓冲技术,则慢速的I/O设备将缓冲区填满时,才向CPU发出中断,从而减少了中断次数和CPU的中断处理时间。

    4、  为了解决DMA或通道方式下数据传输的瓶颈问题。DMA或通道方式都适用于成批数据传输,在无缓冲的情况下,慢速I/O设备只能一个字节一个字节的传输信息,这造成DMA方式或通道方式数据传输的瓶颈。缓冲区的设置适应了DMA或通道方式的成批数据传输方式,解决了数据传输的瓶颈问题。

    转载于:https://www.cnblogs.com/luo841997665/p/4669618.html

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    1. 什么是缓冲区

    缓冲区又称为缓存,它是内存空间的一部分。

    也就是说,在内存空间中预留了一定的存储空间,这些存储空间用来缓冲输入或输出的数据,这部分预留的空间就叫做缓冲区。

    缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备,分为输入缓冲区和输出缓冲区。

    2. 为什么要引入缓冲区

    我们为什么要引入缓冲区呢?

    比如我们从磁盘里取信息,我们先把读出的数据放在缓冲区,

    计算机再直接从缓冲区中取数据,等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取,

    这样就可以减少磁盘的读写次数,

    再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作,故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。

    又比如,我们使用打印机打印文档,由于打印机的打印速度相对较慢,

    我们先把文档输出到打印机相应的缓冲区,打印机再自行逐步打印,这时我们的CPU可以处理别的事情。

    现在您基本明白了吧,缓冲区就是一块内存区,它用在输入输出设备和CPU之间,用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作,避免低速的输入输出设备占用CPU,解放出CPU,使其能够高效率工作。

    3. 缓冲区的类型

    缓冲区 分为三种类型:全缓冲、行缓冲和不带缓冲。

    1、全缓冲

    在这种情况下,当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。

    2、行缓冲

    在这种情况下,当在输入和输出中遇到换行符时,执行真正的I/O操作。

    这时,我们输入的字符先存放在缓冲区,等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是键盘输入数据。

    3、不带缓冲

    也就是不进行缓冲,

    标准出错情况stderr是典型代表,这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。

    4. 缓冲区的刷新

    下列情况会引发缓冲区的刷新:

    1. 缓冲区满时;
    2. 执行flush语句;
    3. 执行endl语句;
    4. 关闭文件。

    可见,缓冲区满或关闭文件时都会刷新缓冲区,进行真正的I/O操作。

    另外,在C++中,我们可以使用flush函数来刷新缓冲区(执行I/O操作并清空缓冲区),如: cout< 相当于 cout<<”\n” <

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