Loading article…
コンピュータサイエンスにおいて、データバッファ（または単にバッファ）とは、データをある場所から別の場所に移動する際に一時的に保存するために使用されるメモリ領域のことです。通常、データは入力デバイス（アナログ-デジタル変換器など）から取得されるとき、または出力デバイス（デジタル-アナログ変換器など）に送信される直前にバッファに格納されます。ただし、通信におけるバッファと同様に、コンピュータ内のプロセス間でデータが移動される際にもバッファが使用されることがあります。バッファは、ハードウェアの固定メモリ位置に実装することも、ソフトウェアで物理メモリ内の位置を指す仮想データバッファを使用することで実装することもできます。
いずれの場合も、データバッファに格納されるデータは物理的な記憶媒体に保存されます。バッファの大部分はソフトウェアで実装されており、ハードディスクドライブに比べてアクセス時間がはるかに速いため、通常はRAMを使用して一時データを保存します。バッファは、データの受信速度と処理速度に差がある場合、またはこれらの速度が可変である場合（たとえば、プリンタのスプーラーやオンラインビデオストリーミングなど）によく使用され、ストレージ（ハードディスクまたはフラッシュメモリ）ベースのバッファが使用されることがあります。分散コンピューティング環境では、データバッファは分散バッファリングサービスを提供するバーストバッファの形で実装されることがよくあります。
バッファは、メモリ内にキュー（またはFIFO）アルゴリズムを実装することでタイミングを調整することが多く、ある速度でデータをキューに書き込み、別の速度でデータを読み出すという処理を同時に行います。
バッファは、ディスクドライブなどのハードウェアへの入出力、ネットワークとの間でのデータの送受信、スピーカーでの音声再生などと併用されることがよくあります。遊園地のジェットコースターの列も、これと多くの点で共通しています。ジェットコースターに乗る人は、いつ来るか分からない、しかも変動するペースでやってきますが、ジェットコースターは（到着して乗客を乗せるたびに）一度にまとめて乗客を乗せることができます。待機エリアはバッファとして機能し、乗りたい人がアトラクションが利用可能になるまで待つ一時的なスペースとなります。バッファは通常、FIFO（先入れ先出し）方式で使用され、到着した順にデータを出力します。
バッファを使用することで、ファイル読み書きなどの同期操作が、ハードウェア割り込みによる物理ディスクサブシステムへのアクセスを待つことなく迅速に完了できるため、アプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。オペレーティングシステムは、API呼び出しからすぐに成功結果を返すことができるため、カーネルがバックグラウンドでディスク操作を完了している間も、アプリケーションは処理を継続できます。さらに、アプリケーションがディスクサブシステムのブロックサイズに対応しない小さなデータブロックを読み書きする場合、バッファを使用して多数の小さな読み書き操作をディスクサブシステムにとってより効率的なブロックサイズに集約したり、読み取りの場合はディスクへの物理的なアクセスを完全に回避したりできるため、さらなるメリットが得られます。
電気通信で使用されるバッファルーチンまたは記憶媒体は、データが1つのデバイスから別のデバイスに転送される際に生じる、データの流れの速度の差やイベントの発生時間の差を補正する。
バッファは、以下のような多くの目的で使用されます。
印刷バッファに関する初期の言及としては、画像処理の先駆者であるラッセル・A・キルシュが1952年にSEACコンピュータ用に考案した「Outscriber」がある。 [ 5 ]
自動デジタルコンピュータの設計における最も重要な問題の一つは、計算結果を機械から迅速に出力し、計算の進行を遅らせないようにすることです。汎用コンピュータが適用される多くの問題では、出力データ量が比較的大きいため、既存の印刷装置でこれらのデータが入力されるまでコンピュータを待たせると、深刻な非効率が生じます。SEACでは、出力ユニットとして磁気記録装置を採用することでこの問題を解決しました。これらの装置は、電動タイプライターの最大100倍の速度で機械から情報を受信できます。そのため、出力データの記録効率が向上し、後で磁気記録装置から印刷装置に転記しても、メインコンピュータを占有することなく済みます。