تبلیغات
every thing - حافظه میانگیر(buffer)چیست؟
چهارشنبه 25 اسفند 1389

حافظه میانگیر(buffer)چیست؟

   نوشته شده توسط: hossein ahmadi    

حافظه میانگیر[۱] (به انگلیسی: Buffer)، در لغت به معنای حائل و یا میانگر می‌باشد که در علوم مختلف به شکلی متفاوت به مفهوم یک حافظهٔ میانجی و یا موقت بکار می‌رود.

مثلا در شیمی محلول بافر[۲] محلولی است که ph را ثابت نگه می‌دارد، بنابراین به کمک این محلول می‌توان در مراحل مختلف یک فرایند شمیایی ph را ثابت نگه داشته و آن را اندازه‌گیری نماییم. مدارهای بافر نیز در الکترونیک مفهومی نزدیک به این دارند. به این صورت که اطلاعات سیگنال دریافتی را در خود ذخیره نموده و بر حسب نیاز به سیستم بعدی تحویل می‌دهند. مدارهای بافر به طور کلی به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شوند.


بافرهای آنالوگ

در بافر آنالوگ، سیگنال به صورت آنالوگ به مدار بافر رسیده و به طبقهٔ بعدی تحویل داده می‌شود که در صورتی که سیگنال از جنس جریان باشد به آن بافر جریان و در صورتی که از جنس ولتاژ باشد به آن بافر ولتاژ گفته می‌شود.

بافرهای دیجیتال

بافر دیجیتال به صورت حافظه عمل می‌کند و سیگنال دیجیتال به بافر وارد شده و به صورت دیجتال به بخش بعدی تحویل داده می‌شود. اگر سیگنال به صورت موازی وارد مدار بافر و به صورت موازی از آن خارج شود آن بافر موازی گفته می‌شود و در صورتی که سیگنال به صورت سری وارد مدار بافر و به صورت سری از آن خارج شود آن بافر سری گفته می‌شود، ترکیب این دو می‌تواند به نام بافرهای سری-موازی شناخته شود.

انواع بافر دیجیتال

  • سخت‌افزاری:

قطعه‌ای سخت‌افزاری است که در بعضی از وسایل مانند چاپگر‌ها وجود دارد و می‌توانیم آنرا زیاد و کم کنیم. و یا در صفحه‌کلید بافری وجود دارد که تعداد معینی از کلیدهای فشرده شده را حفظ می‌کند و به ترتیب اجرا می‌کند.

  • نرم‌افزاری:

به صورت نرم‌افزاری قسمت از حافظه اصلی را به عنوان بافر در نظر می‌گیرد.

تعیین اندازه بافر

  1. سیستم‌عامل زمان بارگذاری اندازه بافر را تعیین می‌کند.
  2. بر با استفاده از دستورات سیستم‌عاملی اندازه بافر را تعیین می‌کند.
  3. طریق برنامه‌نویسی و کنترل آن بوسیله اجرای یک ماکیرو که قسمتی از حافظه را به عنوان بافر در نظر می‌گیرد و محتوای بافر را با فایل‌های تحت پردازش مرتبط می‌کند.

نحوه استفاده از بافر

  1. روش انتقالی: انتقال اطلاعات از بافر به working area و پردازش آن.
  2. روش مکانی: آدرس اطلاعات به پردازشگر داده می‌شود و از همان بافر به عنوان محیط کاری استفاده می‌کند.

میزان بافر

  1. باید آنقدر باشد که اختلاف سرعت را بپوشاند.
  2. آنقدر باشد که working area زیاد محدود نشود چون پردازش کند می‌شود.

انواع بافرینگ

  1. ساده: یک بافر در اختیار برنامه قرار می‌گیرد.
  2. مضاعف: دو بافر در اختیار برنامه قرار می‌گیرد، می‌توان در اثنا خواندن یک بلاک و انتقال آن به یک بافر، محتوای بافر دیگر را که پر است، پردازش کرد.
  3. چندگانه: در این نوع بافرینگ بافرها به طور خودکار از پیش پر می‌شود و در حالی که برنامه فایل پرداز روی محتوای بافر کار می‌کند، سیستم بافر دیگری را پر و آماده می‌سازد.
  4. بافر چرخشی: در این نوع بافرنگ بافرها پشت سر هم نوشته می‌شوند و پس از پر شدن آخرین بافر دوباره بافر اولی پر می‌شود.

بافرهای نوری (Optical buffer)

امروزه بیشترین پژوهش‌های مربوط به بافر در این زمینه انجام می‌پذیرد، بافر نوری وسیله ایست که توانایی ذخیرهٔ موقت نور را دارد، این نوع بافر در مخابره‌های نوری کاربرد دارد. بحث مورد پژوهش در این زمینه اینست که آیا به کمک این نوع بافرها می‌توان سرعت نور را کاهش داد؟

کاربرد مدارهای بافر

مدارهای بافر بسته به نوع خود کاربردهای متفاوتی دارند:

بافرهای آنالوگ: بافر ولتاژ زمانی کاربرد دارد که می‌خواهیم ولتاژ را از مداری با امپدانی خروجی بالا به مداری با امپدانس خروجی پایین تحویل دهیم که بوسیلهٔ بافر مانع از لود شدن سیگنال مدار اول بروی مقاومت ورودی مدار دوم و تداخل این دو مدار می‌شویم. بافر جریان نیز متشابها هنگامی بکار می‌رود که می‌خواهیم سیگنال از جنس جریان را از مداری با امپدانس خروجی پایین به مداری با امپدانس ورودی بالا تحویل دهیم.

بافرهای دیجیتال در اتصالات بین سخت‌افزارها، فرستادن داده به شبکه، باز خوانی اطلاعات، ویا نمایش خروجی کاربرد دارند. که دلیل استفاده از بافر احتمال تفاوت سرعت آنها و یا زمان شروع بکار قسمت‌های مختلف می‌باشد.

در حالت کلی موارد کاربرد مدارهای بافر عبارتند از:

  • اتصال دو مدار با امپدانس‌های ورودی و خروجی غیر ایدآل و جلوگیری از تخریب اطلاعات
  • اتصال دوبخش که سرعت‌های متفاوتی در پردازش دارند
  • ذخیره موقت اطلاعات برای استفاده در زمانی دیگر
  • تاخیر در دریافت اطلاعات به منظور رسیدن به زمان کافی برای انجام پردازش
  • نگه داشتن اطلاعات برای استفادهٔ متعدد در انجام فرایند

بافرهای ایده‌آل

بافر ولتاژ ایده‌آل

بافری است با امپدانس ورودی بی نهایت و امپدانس خروجی صفر برای جلوگیزی از بار گیری، از دیگر ویژگی‌های این نوع بافر خطی بودن در دامنه‌ها وفرکانسهای مختلف سیگنال ورودی و نداشتن تاخیر در تحویل خروجی می‌باشد.

بافر جریان ایده آل

بافری است با امپدانس ورودی صفر و امپدانس خروجی بی نهایت به منظور جلوگیری از بارگیری، از دیگر ویژگی‌های این نوع بافر متشابه بافر ولتاژ خطی بودن در دامنه‌ها وفرکانسهای مختلف سیگنال ورودی و نداشتن تاخیر در تحویل خروجی می‌باشد.

مثال‌هایی از بافرهای آنالوگ و دیجیتال

بافرهای آنالوگ

بافر ولتاژ
  • مدارهای شامل ترانزیستورهای قدرت: مدارهایی که شامل ترانزیستورهای قدرت می‌باشند مانند مدارهای مورد استفاده در لوازم صوتی که با بهرهٔ ولتاژ یک جریان را به شدت تقویت می‌کنند.
  • آپ-امپ با فیدبک منفی
  • مدار کلکتور مشترک
  • مدار درین مشترک
  • مدارهای امیتر(سورس) مشترک و بیس(گیت) مشترک نیز بافرهای ولتاژ با بهره(گین) غیر یک محسوب می‌شوند.
بافر جریان
  • مدارهای بیس مشترک و گیت مشترک

بافرهای دیجیتال

  • در مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال
  • در مبدل‌های سر به موازی وموازی به سری
  • در کلیه ورودی‌ها و خروجی‌های سخت‌افزاری رایانه مانند: صفحهٔ نمایش، موس، کیبورد و...
  • در پورت‌های ورودی: مانند پورت‌های usb، com، wireless و...
  • در لوازمی که به شبکه متصلند
  • بسیاری از سخت‌افزارهای رایانه مانند: هارد درایو، سی دی درایو و

تشریح یک مثال

برای مثال انتفال اطلاعات از پردازشگر مرکزی به چاپگر را در نظر بگیرید. CPU قطعه‌ای است که در مقایسه با چاپگر بسیار سریع پردازش می‌کند و اگر ما بخواهیم اطلاعاتی را از پردازشگر به چاپگر بدون وجود بافر بفرستیم باید در زمان کاری پردازشگر وقفه (نرم‌افزاری) بیاندازیم تا پس از انتقال یک کاراکتر به چاپگر کاراکتر دیگری به چاپگر فرستاده شود و این به معنای کند شدن کار پردازشگر و در نهایت کند شدن کل سیستم است.

بنابراین بین پردازشگر مرکزی و چاپگر می‌توان بافری (چه به صورت سخت‌افزاری و چه به صورت نرم‌افزاری) قرار داد تا پردازشگر اطلاعات را برای بافر فرستاده و چاپگر سر صبر و حوصله آن‌ها را چاپ نماید و پردازشگر هم پس از فرستادن اطلاعات می‌تواند به کارهای دیگری برسد.

از طرفی حافظه بافر به صورت نرم‌افزاری هم وجود دارد که برای ذخیره سازی موفت اطلاعات به کار می‌رود. این حافظه رزرو بخشی از حافظه اصلی است و چون سخت‌افزاری نیست طول آن می‌تواند متغیر هم باشد.

برای مثال نرم‌افزارهای CD Writer از حافظه بافر نرم‌افزاری استفاده می‌کنند.

توجه داشته باشید که حافظه بافر برای انتقال اطلاعات بین دو واحد سخت‌افزاری استفاده می‌شود و برای انتقال اطلاعات بین واحدهای نرم‌افزاری از نام بافر استفاده نمی‌شود.


スーパーコピーブランド激安通販専門店シャネルバッグコピー品
جمعه 4 خرداد 1397 12:56 ق.ظ
弊店はスーパーコピー時計N品、
ロレックスコピー時計、パネライレプリカ時計、
シャネルレプリカ時計、ブライトリングレプリカ時計、
ウブロレプリカ時計、IWC コピー時計、
二年以内に人的破壊でない故障は無料で修理をします。
正規品と同等品質のコピー品を低価でお客様に提供します。
安心して購入して下さい。
自身が使用するだけでなく、入学、卒業、誕生日、結婚のお祝い等のギフトにもご利用ください。
What do you do for a sore Achilles tendon?
چهارشنبه 22 شهریور 1396 01:25 ب.ظ
This is a topic that's near to my heart... Thank you!
Where are your contact details though?
Do you get taller when you stretch?
پنجشنبه 16 شهریور 1396 05:37 ق.ظ
I don't even know how I ended up here, but I thought this post was great.

I don't know who you are but certainly you're going to a famous blogger
if you are not already ;) Cheers!
Why do they call it the Achilles heel?
دوشنبه 16 مرداد 1396 05:02 ق.ظ
Hi there! This post couldn't be written any better! Reading this post
reminds me of my previous room mate! He always kept talking about this.
I will forward this article to him. Fairly certain he
will have a good read. Many thanks for sharing!
Foot Pain
جمعه 13 مرداد 1396 05:01 ب.ظ
What i do not understood is in fact how you are no longer really much more smartly-preferred than you might be right now.

You're very intelligent. You know therefore significantly with regards to this
subject, produced me in my view consider it from numerous
various angles. Its like women and men aren't interested except
it's something to do with Lady gaga! Your own stuffs
outstanding. All the time handle it up!
iii.s9.xrea.com
جمعه 9 تیر 1396 09:38 ب.ظ
You are so cool! I do not believe I've read anything like that before.
So wonderful to find another person with a few genuine thoughts on this subject matter.

Really.. many thanks for starting this up. This site is something that is needed on the internet, someone with a bit of originality!
BHW
پنجشنبه 24 فروردین 1396 04:16 ق.ظ
That is a very good tip particularly to those
fresh to the blogosphere. Short but very precise info…
Thanks for sharing this one. A must read post!
manicure
شنبه 19 فروردین 1396 08:30 ب.ظ
I like what you guys tend to be up too. This type of clever work
and exposure! Keep up the fantastic works guys I've incorporated you guys to
my personal blogroll.
مهرداد
یکشنبه 5 بهمن 1393 01:26 ق.ظ
بسیار کاربردی بود . یه سوال . گاها در portforwarding برای انتقال تصویر از ip camera یا cctv در نرم افزارهای meye پروسه ی buffering. زمان بسیار زیادی طول می کشد و نهایتا تصویر از پورت تعریف شده forward نمیشود . چرا ؟
minoo
یکشنبه 11 تیر 1391 10:03 ق.ظ
بسیار استفاده کردم.ممنون
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر