Buffering, Spooling i Busos: Conceptes Clau en Informàtica

La Tècnica del Buffering: Optimització de Dades

Es pot donar el cas que la velocitat amb què un perifèric admet les dades que se li envien, o amb què ens envia les dades demanades, sigui més lenta de la que és capaç d'enviar-les o rebre-les la CPU. En aquests casos, s'utilitza la tècnica del buffering.

Podem interpretar el buffer com un pulmó, que s'infla ràpidament (velocitat amb què la CPU envia les dades al buffer) i es desinfla lentament (velocitat amb què el dispositiu accepta les dades). Quan el pulmó està a punt d'esgotar l'aire que tenia, es torna a fer un procés d'inspiració.

Imaginem que la velocitat d'impressió és més lenta del que és capaç de transferir la CPU. El controlador que envia les dades a la impressora disposa d'un buffer de memòria que la CPU omple. Després d'això, la CPU se'n desentén. Al maquinari del controlador hi ha l'electrònica necessària per anar enviant les dades a la velocitat que les accepta la impressora. Quan el buffer està a punt de buidar-se, aquest maquinari (controlador de la impressora) envia un avís a la CPU i aquesta envia el següent paquet de dades que segueix l'anterior, repetint el procés de buidatge.

En cas de perifèrics d'entrada, com pot ser la petició de les dades que hi ha en un emmagatzematge massiu, el procés és invers. La CPU indica al controlador les dades que necessita; aquest genera els senyals necessaris per rebre les dades en un buffer intermedi i, quan aquest està ple, envia un senyal a la CPU perquè buidi el buffer i pugui anar rebent més dades si encara n'hi ha de pendents.

La Tècnica del Spooling: Compartició de Perifèrics

Aquesta tècnica permet compartir perifèrics d'ús exclusiu entre diferents processos. L'exemple més típic és la compartició de la impressora. És evident que, un cop un procés ha començat a imprimir, un altre procés no pot imprimir fins que no acabi el primer. En lloc de deixar el segon procés a l'espera que pugui accedir a la impressora, habilitem un programa (l'spooler) que memoritzi el llistat que vol enviar aquest segon procés. El procés genera el llistat i segueix les seves tasques. El programa spool enregistra el que s'ha d'enviar a la impressora i, quan aquesta queda lliure, envia el llistat.

El Bus de Comunicació: Interconnexió de Components

Anomenem bus un canal físic amb el qual es transmet informació dins el sistema. Hi ha diferents tipus de busos en funció dels elements que volem comunicar i la tecnologia de cada moment. A continuació, es detallen alguns exemples:

• Busos genèrics: com l'USB.
• Busos de comunicacions específics: com Ethernet, RS232 o Centronics.
• Busos de comunicació amb el disc: com IDE, ATA o SATA.
• Busos de comunicació amb el dispositiu gràfic: com AGP.
• Busos d'accés a la memòria: com SDRAM o DDR.
• Busos de comunicació amb la placa base del sistema: per ampliar els dispositius interns del sistema, com ISA, EISA o PCI.

Cada bus té unes especificacions tècniques públiques que permeten que diferents fabricants puguin connectar perifèrics amb els sistemes.