Un buffer (o búfer) en informática es un espacio de memoria, en el que se almacenan datos para evitar que el programa o recurso que los requiere, ya sea hardware o software, se quede sin datos durante una transferencia.
Normalmente los datos se almacenan en un buffer mientras son transferidos desde un dispositivo de entrada (como un ratón) o justo antes de enviarlos a un dispositivo de salida (como unos altavoces). También puede utilizarse para transferir datos entre procesos, de una forma parecida a los bufferes utilizados en telecomunicaciones. Un ejemplo de esto último ocurre en una comunicación telefónica, en la que al realizar una llamada esta se almacena, se disminuye su calidad y el numero de bytes a ser transferidos, y luego se envian estos datos modificados al receptor.
Pueden ser implementados por software o hardware, aunque la gran mayoría son del primer tipo. Normalmente se usan cuando la frecuencias de transferencia de datos es distinta a la de procesado, dependiendo de las limitaciones del sistema, o también cuando la frecuencia es variable, como en la recepción de vídeo online (streaming). Éstas diferencias temporales de transmisión son normalmente ajustadas mediante la implementación de un algoritmo con cola (o estructura de tipo FIFO) en memoria, para así escribir datos en la cola a una frecuencia y leerlos a otra. Esto ocurre en el envío de datos de un procesador a una impresora para que los imprima, la velocidad de impresión de la fotocopiadora en comparación a la del procesador es muy lenta, debido a esto la impresora tendrá que tener una cola FIFO(software), para ir acumulando los trabajos que todavía no se han podido imprimir.
Los buffers se pueden usar en cualquier sistema digital, no solo en informáticos, como en reproductores de música y vídeo .
Se puede ejemplificar la función de un buffer utilizando ésta metáfora: Un buffer es como tener dinero en el banco (buffer), un trabajo (entrada) y unos gastos fijos (salida). Si tienes un trabajo inestable, mientras tengas ciertos ahorros, puedes mantener tus gastos fijos sin problemas, e ir ingresando dinero cuando puedas según vas trabajando. Si los ahorros son pequeños, en seguida que no tengas trabajo, no vas a poder acometer los gastos fijos. De la misma forma si escuchas música en Internet y tu programa de audio usa un buffer pequeño, en cuanto que haya alguna interrupción en la descarga (porque las descargas nunca tienen una velocidad constante), notarás cortes de sonido, ya que faltará información.
Aplicaciones
Los buffers se utilizan, a menudo, conjuntamente con E/S de hardware, tal como unidades de disco, enviar o recibir datos a/o desde una red, o reproducción de sonido en un altavoz. Una línea a una montaña rusa en un parque de atracciones comparte muchas similitudes. Las personas que viajan en la montaña llegan, a menudo, a un ritmo desconocido y variable, pero la montaña rusa será capaz de cargar personas de golpe (tal como llegan se van montando). La zona de la cola actúa como un buffer: un espacio temporal donde los que deseen viajar deben esperar a que el viaje esté disponible. Los buffers utilizan generalmente un método FIFO (primero en entrar, primero en salir), es decir, la salida de datos se produce en el orden en que llegaron.
Diferencias con la caché
Una caché puede ser usada a veces como un buffer, y viceversa. Sin embargo, una caché opera con el supuesto de que los mismos datos van a ser utilizados múltiples veces, que los datos escritos serán leídos en un periodo corto de tiempo, o teniendo en cuenta la posibilidad de múltiples lecturas o escrituras para formar un único bloque más grande. Su premisa básica es reducir los accesos a los almacenamientos de nivel más bajo, los cuales son bastante lentos. La caché también es normalmente una capa de abstracción que está diseñada para ser invisible.
Una caché de disco o archivo de caché guarda las estadísticas de los datos almacenados en él y proporciona datos con un tiempo máximo de espera en modos de escritura en diferido. Un buffer, por el contrario, no hace nada de esto, sino que es utilizado normalmente en entrada, salida y a veces, almacenamiento temporal de datos que se enrutan entre distintos dispositivos o que van a ser modificados de manera no secuencial antes de ser escritos o leídos de manera secuencial.
Ejemplos:
- Los buffers comando/orden en CONFIG.SYS de DOS.
- El buffer entre un puerto serie (UART) y un módem. La velocidad del puerto COM puede ser de 38400 bps, mientras que el módem puede soportar sólo 14400 bps.
- El buffer integrado en un disco duro, una impresora o cualquier otro dispositivo de hardware.
- El buffer de una tarjeta de vídeo donde se van almacenando cada fotograma.
