O buffer de entrada e saída (E/S) é uma técnica usada na ciência da computação para melhorar a eficiência das operações de E/S. Em vez de executar uma operação de E/S para cada byte ou caractere, os dados são temporariamente armazenados em um buffer (uma região de memória) antes de serem transferidos para ou para o dispositivo de E/S. Isso reduz o número de operações de E/S relativamente lentas, acelerando significativamente o processo geral.
Aqui está uma quebra de buffer de entrada e saída:
Buffer de entrada: *
como funciona: Quando um programa lê dados de um dispositivo de entrada (como um teclado, arquivo ou conexão de rede), o sistema operacional não recupera necessariamente cada caractere ou byte individualmente. Em vez disso, ele lê um pedaço de dados (o tamanho do buffer) de cada vez e o armazena no buffer de entrada. O programa então lê sobre este buffer. Somente quando o buffer está vazio, o sistema operacional executa outra operação de leitura do dispositivo de entrada.
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Benefícios: *
Chamadas de sistema reduzidas: Menos chamadas para o sistema operacional para leitura de dados, economizando tempo.
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Eficiência aprimorada: A leitura de blocos maiores de dados é mais rápida do que ler caracteres ou bytes únicos.
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buffer de linha: Um caso especial em que o buffer de entrada é preenchido até que um caractere de nova linha seja encontrado (como pressionar Enter). Isso é comum para programas interativos.
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Exemplo: Imagine ler um arquivo grande. Sem o buffer, cada caractere exigiria uma interação separada com o dispositivo de armazenamento (disco rígido, SSD). Com o buffer, um bloco grande é lido de uma só vez e o programa acessa os dados do buffer na memória, o que é muito mais rápido.
Buffer de saída: *
como funciona: Quando um programa grava dados em um dispositivo de saída (como uma tela, arquivo ou conexão de rede), ele não envia necessariamente cada byte ou caractere imediatamente. Em vez disso, os dados são gravados em um buffer de saída. O sistema operacional libera periodicamente (esvazia) o buffer e envia seu conteúdo para o dispositivo de saída.
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Benefícios: *
Chamadas de sistema reduzidas: Menos interações com o dispositivo de saída.
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Eficiência aprimorada: O envio de grandes blocos de dados é mais eficiente do que o envio de unidades individuais.
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lote: Permite agrupar a produção relacionada, tornando o processo de escrita mais organizado.
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Exemplo: Imprimindo um documento grande. Escrever cada personagem individualmente na impressora seria extremamente lento. Com o buffer, os dados são acumulados no buffer e depois enviados para a impressora em blocos maiores, resultando em uma experiência de impressão muito mais rápida.
Tipos de buffer: *
totalmente buffer: O buffer é preenchido completamente antes de ser lavado.
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line buffer: O buffer é liberado quando um caractere nova linha é encontrado.
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não tufado: Nenhum buffer é usado; Cada operação de E/S é realizada imediatamente. Isso geralmente é menos eficiente.
lavando o buffer: É crucial entender que o sistema operacional nem sempre pode liberar o buffer imediatamente. Às vezes, você precisa dizer explicitamente ao sistema para liberar o buffer (usando funções como `fflush ()` em c ou métodos similares em outros idiomas) para garantir que todos os dados sejam gravados no dispositivo de saída. Isso é particularmente importante se o seu programa terminar inesperadamente antes que o buffer seja liberado; Caso contrário, os dados podem ser perdidos.
Em resumo, o buffer de entrada e saída é uma técnica de otimização fundamental que melhora significativamente o desempenho das operações de E/S, reduzindo a sobrecarga de chamadas frequentes do sistema e utilizando transferências de dados em massa mais eficientes. Compreender o buffer é essencial para escrever programas eficientes e confiáveis.
