緩沖區(qū)管理

什么是緩沖區(qū)？有什么作用？

緩沖區(qū)是一個存儲區(qū)域，可以由專門的硬件寄存器組成，也可以利用內(nèi)存作為緩沖區(qū)。
使用硬件作為緩沖區(qū)的成本較高，容量也較小，一般僅用在對速度非常高的場合（存儲器管理寄存器，有對頁表訪問的頻率較高，因此使用速度很快的聯(lián)想寄存器 來存放頁表項的副本）

一般情況下更多的是使用內(nèi)存作為緩沖區(qū)，“設(shè)備獨立性軟件”的緩沖區(qū)就是要組織管理好這些緩沖區(qū)。

緩沖區(qū)的作用

緩和CPU和IO設(shè)備之間速度不匹配矛盾。

減少對CPU的中斷頻率，放寬對CPU中斷相應(yīng)的時間限制

解決數(shù)據(jù)粒度不匹配的問題

提高CPU和IO設(shè)備之間的并行性。

單緩沖

什么是單緩沖：

假設(shè)某用戶進(jìn)程請求某塊設(shè)備讀入若干塊數(shù)據(jù)。若采用單緩沖的策略，操作系統(tǒng)會在主存中為其分配一個緩沖區(qū)。
當(dāng)緩沖區(qū)不為空時不能往里面放入數(shù)據(jù)，只有緩沖區(qū)為空才能放入數(shù)據(jù)，但是一次放入的數(shù)據(jù)必須充滿整個緩沖塊，才能從緩沖區(qū)把數(shù)據(jù)傳出。

結(jié)論：采用單緩沖策略，處理一塊數(shù)據(jù)平均耗時MAX(C,T)+M。其中C是CPU處理工作區(qū)的時間，T是從IO到緩沖區(qū)的時間，M是緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存到工作區(qū)的時間。

雙緩沖

若采用雙緩沖策略，操作系統(tǒng)會在主存中為其分配兩個緩沖區(qū)。
采用雙緩沖策略，處理一個數(shù)據(jù)塊的平均耗時是Max（T, C+M）.

使用單緩沖/雙緩沖在通信時的區(qū)別

單緩沖

雙緩沖。若是雙緩沖通信，則同一時刻可以實現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

管道通信中的管道就是緩沖區(qū)。要想實現(xiàn)雙向通信必須設(shè)置兩個管道。

循環(huán)緩沖區(qū)

將大小相等的緩沖區(qū)連接成一個循環(huán)隊列。循環(huán)隊列中有兩種緩沖區(qū)，一種是沒有數(shù)據(jù)的空閑緩沖區(qū)，一種是由數(shù)據(jù)的滿緩沖區(qū)。又有兩個指針分別指向空緩沖區(qū)和滿緩沖區(qū)。

緩沖池

緩沖池有系統(tǒng)中共用的緩沖區(qū)組成。這些緩沖區(qū)按照使用狀況可以分為：空緩沖隊列、裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖隊列、裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖隊列。
根據(jù)一個緩沖區(qū)在實際運算中扮演的功能不同，又設(shè)置了四種工作緩沖區(qū)：用于收容輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)(hin)、用于提取輸入數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)(sin)、用于收容輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)(hout)、用于提取輸出數(shù)據(jù)的工作緩沖區(qū)(sout)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单缓冲、双缓冲、循环缓冲的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。