Eingabe/Ausgang (E/O) Pufferung verbessert die Effizienz von E/A -Operationen erheblich, vor allem durch diese Vorteile:
* reduzierte Systemaufrufe: Der bedeutendste Vorteil. Bei jeder Lesen oder Schreiboperation in eine Datei oder ein Netzwerk handelt es sich um einen Systemaufruf, einen relativ teuren Betrieb. Puffergruppen mehrere kleine E/A -Anfragen in größere Blöcke. Anstatt Hunderte kleiner Systemanrufe zu tätigen, macht ein gepuffertes E/A -System weitaus weniger, größere Anrufe und reduzieren drastisch den Overhead.
* Verbesserter Durchsatz: Die Gruppierung von E/A -Operationen führt zu einem erhöhten Durchsatz. Dies liegt daran, dass weniger Zeit für die Verwaltung individueller Anfragen aufgewendet wird, sodass mehr Daten in einem bestimmten Zeitraum übertragen werden können.
* Reduzierte Latenz: Während einzelne E/A -Operationen aufgrund des Pufferprozesses selbst (insbesondere schreibt, bei der der Aufwand des Puffers das Aufwand des Puffers beinhaltet) möglicherweise etwas langsamer sein), reduziert die Gesamtreduktion der Anzahl der Systemaufrufe die von der Anwendung erlebte * Latenz in der Gesamt *. Die Zeit, die aus weniger Systemanrufen gespeichert ist, überwiegt die leichte Verzögerung, die durch Pufferung eingeführt wird.
* bessere Festplattennutzung: Insbesondere relevant für die Festplatten -E/A ermöglicht die Pufferung einen sequentiellen Zugriff auf Daten, was weitaus effizienter ist als der Zufallszugriff. Festplattenlaufwerke sind mechanisch für sequentielle Lesevorgänge und Schreibvorgänge optimiert.
* Netzwerk -Effizienz: In der Netzwerk -I/O -Pufferung hilft das Puffern die Verwendung der Netzwerkbandbreite durch Senden größerer Pakete. Dies minimiert den Netzwerkaufwand, der jeder Paketübertragung zugeordnet ist.
Puffertypen und ihre Auswirkungen:
Die spezifischen Vorteile können von der verwendeten Pufferentyp abhängen:
* Vollständige Pufferung: Der gesamte Puffer muss gefüllt werden, bevor eine Schreiboperation erfolgt. Dies maximiert die Effizienz, führt jedoch eine Latenz ein.
* Zeilenpufferung: Ein Newline -Charakter löst einen Schreibvorgang aus. Geeignet für interaktive Anwendungen, bei denen sofortiges Feedback erforderlich ist.
* ungereinter I/O: Es wird keine Pufferung verwendet. Jeder E/A -Betrieb ist ein direkter Systemanruf. Dies führt zu einem erheblichen Overhead, vermeidet jedoch die Latenz, die durch Pufferung eingeführt wird. Im Allgemeinen wird nur verwendet, wenn eine präzise Kontrolle über E/A erforderlich ist (z. B. Geräte-Treiber mit niedriger Ebene).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verringerung der Systemaufrufe und die verbesserte Effizienz die Nachteile in fast allen Fällen erheblich überwiesen, obwohl ein geringfügiger Overhead mit der Verwaltung von Puffern verbunden ist.
