حافظه میانگیر

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: حافظه میانگیر[۱] (به انگلیسی: Buffer)، در لغت به معنای حائل و یا میانگر می.باشد که در علوم مختلف به شکلی متفاوت به مفهوم یک حافظهٔ میانجی و یا موقت بکار می.رود.
مثلا در شیمی محلول بافر[۲] محلولی است که ph را ثابت نگه می.دارد، بنابراین به کمک این محلول می.توان در مراحل مختلف یک فرایند شمیایی ph را ثابت نگه داشته و آن را اندازه.گیری 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 می.دهند. مدارهای بافر به طور کلی به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می.شوند.

بافرهای آنالوگ

در بافر آنالوگ، سیگنال به صورت آنالوگ به مدار بافر رسیده و به طبقهٔ بعدی تحویل داده می.شود 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 می.شود.
بافرهای دیجیتال

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

سخت.افزاری: قطعه.ای سخت.افزاری است که در بعضی از وسایل مانند چاپگر.ها وجود دارد و می.توانیم آنرا زیاد و کم کنیم. و یا در صفحه.کلید بافری وجود دارد که تعداد معینی از کلیدهای فشرده شده را حفظ می.کند و به ترتیب اجرا می.کند.
نرم.افزاری: به صورت نرم.افزاری قسمت از حافظه اصلی را به عنوان بافر در نظر می.گیرد.
تعیین اندازه بافر

سیستم.عامل زمان بارگذاری اندازه بافر را تعیین می.کند. بر با استفاده از دستورات سیستم.عاملی اندازه بافر را تعیین می.کند. طریق برنامه.نویسی و کنترل آن بوسیله اجرای یک ماکیرو که قسمتی از حافظه را به عنوان بافر در نظر می.گیرد و محتوای بافر را با فایل.های تحت پردازش مرتبط می.کند. نحوه استفاده از بافر

روش انتقالی: انتقال اطلاعات از بافر به working area و پردازش آن. روش مکانی: آدرس اطلاعات به پردازشگر داده می.شود و از همان بافر به عنوان محیط کاری استفاده می.کند. میزان بافر

باید آنقدر باشد که اختلاف سرعت را بپوشاند. آنقدر باشد که working area زیاد محدود نشود چون پردازش کند می.شود. انواع بافرینگ

ساده: یک بافر در اختیار برنامه قرار می.گیرد. مضاعف: دو بافر در اختیار برنامه قرار می.گیرد، می.توان در اثنا خواندن یک بلاک و انتقال آن به یک بافر، محتوای بافر دیگر را که پر است، پردازش کرد. چندگانه: در این نوع بافرینگ بافرها به طور خودکار از پیش پر می.شود و در حالی که برنامه فایل پرداز روی محتوای بافر کار می.کند، سیستم بافر دیگری را پر و آماده می.سازد. بافر چرخشی: در این نوع بافرنگ بافرها پشت سر هم نوشته می.شوند و پس از پر شدن آخرین بافر دوباره بافر اولی پر می.شود. بافرهای نوری (Optical buffer)

امروزه بیشترین پژوهش.های مربوط به بافر در این زمینه انجام می.پذیرد، بافر نوری وسیله ایست که توانایی ذخیرهٔ موقت نور را دارد، این نوع بافر در مخابره.های نوری کاربرد دارد. بحث مورد پژوهش در این زمینه اینست که آیا به کمک این نوع بافرها می.توان 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 می.خواهیم 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 می.شویم. بافر جریان نیز متشابها هنگامی بکار می.رود که می.خواهیم سیگنال از جنس جریان را از مداری با امپدانس خروجی پایین به مداری با امپدانس ورودی بالا تحویل دهیم.
بافرهای دیجیتال در اتصالات بین سخت.افزارها، 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 قسمت.های مختلف می.باشد.
در حالت کلی موارد کاربرد مدارهای بافر عبارتند از:
اتصال دو مدار با امپدانس.های ورودی و خروجی غیر ایدآل و جلوگیری از تخریب اطلاعات اتصال دوبخش که سرعت.های 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 ایده.آل

بافر ولتاژ ایده.آل

بافری است با امپدانس ورودی بی نهایت و امپدانس خروجی صفر برای جلوگیزی از بار گیری، از دیگر ویژگی.های این نوع بافر خطی بودن در دامنه.ها وفرکانسهای مختلف سیگنال ورودی و نداشتن تاخیر در تحویل خروجی می.باشد.
بافر جریان ایده آل

بافری است با امپدانس ورودی صفر و امپدانس خروجی بی نهایت به منظور جلوگیری از بارگیری، از دیگر ویژگی.های این نوع بافر متشابه بافر ولتاژ خطی بودن در دامنه.ها وفرکانسهای مختلف سیگنال ورودی و نداشتن تاخیر در تحویل خروجی می.باشد.
مثال.هایی از بافرهای آنالوگ و دیجیتال

بافرهای آنالوگ

بافر ولتاژ مدارهای شامل ترانزیستورهای قدرت: مدارهایی که شامل ترانزیستورهای قدرت می.باشند مانند مدارهای مورد استفاده در لوازم صوتی که با بهرهٔ ولتاژ یک جریان را به شدت تقویت می.کنند. 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 می.شوند. بافر جریان مدارهای بیس مشترک و گیت مشترک بافرهای دیجیتال

در مبدل.های آنالوگ به دیجیتال در مبدل.های سر به موازی وموازی به سری در کلیه ورودی.ها و خروجی.های سخت.افزاری رایانه مانند: صفحهٔ نمایش، موس، کیبورد و... در پورت.های ورودی: مانند پورت.های usb، com، wireless و... در لوازمی که به شبکه متصلند بسیاری از سخت.افزارهای 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 قطعه.ای است که در مقایسه با چاپگر بسیار سریع پردازش می.کند و اگر ما بخواهیم اطلاعاتی را از پردازشگر به چاپگر بدون وجود بافر بفرستیم باید در زمان کاری پردازشگر وقفه (نرم.افزاری) 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 می.توان بافری (چه به صورت سخت.افزاری و چه به صورت نرم.افزاری) قرار داد تا پردازشگر اطلاعات را برای بافر فرستاده و چاپگر سر صبر و حوصله آن.ها را چاپ نماید و پردازشگر هم پس از فرستادن اطلاعات می.تواند به کارهای دیگری برسد.
از طرفی حافظه بافر به صورت نرم.افزاری هم وجود دارد که برای ذخیره سازی موفت اطلاعات به کار می.رود. این حافظه رزرو بخشی از حافظه اصلی است و چون سخت.افزاری نیست طول آن می.تواند متغیر هم باشد.
برای مثال نرم.افزارهای CD Writer از حافظه بافر نرم.افزاری استفاده می.کنند.
توجه داشته باشید که حافظه بافر برای انتقال اطلاعات بین دو واحد سخت.افزاری استفاده می.شود و برای انتقال اطلاعات بین واحدهای نرم.افزاری از نام بافر استفاده نمی.شود.
منابع

↑ میانگیر واژهٔ مصوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی در حوزهٔ رایانه، به جای buffer در انگلیسی است. فرهنگ واژه.های مصوّب فرهنگستان - دفتر پنجم، بخش لاتین، صفحهٔ ۱۹ (فارسی). وب.گاه رسمی فرهنگستان زبان و ادب فارسی. بازدید در تاریخ ۶ خرداد ۱۳۸۹. ↑ فرهنگستان زبان و ادب فارسی در حوزهٔ شیمی، به جای buffer، خود بافر را تصویب کرده. فرهنگ واژه.های مصوّب فرهنگستان: ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۵، بخش لاتین، صفحهٔ ۳۵ (فارسی). وب.گاه رسمی فرهنگستان. بازدید در تاریخ ۶ خرداد ۱۳۸۹.
ابویسانی، مهدی، بافر و مدارهای بافری، زیر نظر ناصر حافظی مطلق، زمستان ۱۳۸۸.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 2645]