Εκμεταλλεύεται την ακραία ανισότητα ταχύτητας μεταξύ ενός υπολογιστή και των περιφερειακών συσκευών του;

Αυτό περιγράφει μια τεχνική που ονομάζεται Pipelining .

Δείτε πώς λειτουργεί:

* Το πρόβλημα: Οι υπολογιστές επεξεργάζονται τα δεδομένα απίστευτα γρήγορα, αλλά τα περιφερειακά όπως οι σκληροί δίσκοι, οι εκτυπωτές και τα δίκτυα είναι πολύ πιο αργά. Αυτή η διαφορά ταχύτητας μπορεί να δημιουργήσει σημεία συμφόρησης, όπου ο υπολογιστής περιμένει να καλύψει τη πιο αργή συσκευή.

* Λύση σωληνώσεων: Αντί να περιμένετε να ολοκληρωθεί πλήρως μια λειτουργία πριν ξεκινήσετε το επόμενο, η Pipelining σπάει μια εργασία σε μικρότερα βήματα. Αυτά τα βήματα στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία με αλληλεπικαλυπτόμενο τρόπο, παρόμοιο με έναν αγωγό όπου εμφανίζονται ταυτόχρονα διαφορετικά στάδια παραγωγής.

Παράδειγμα:

Φανταστείτε την εκτύπωση ενός εγγράφου. Χωρίς αγωγούς:

1. Ο υπολογιστής στέλνει ολόκληρο το έγγραφο στον εκτυπωτή.

2. Ο εκτυπωτής λαμβάνει ολόκληρο το έγγραφο.

3. Ο εκτυπωτής ξεκινά την εκτύπωση.

Με αγωγούς:

1. Ο υπολογιστής στέλνει το πρώτο μέρος του εγγράφου στον εκτυπωτή.

2. Ο εκτυπωτής αρχίζει να εκτυπώνει το πρώτο μέρος ενώ ο υπολογιστής στέλνει το επόμενο μέρος.

3. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται, με την αποστολή του υπολογιστή και τον εκτυπωτή εκτυπωτή με επικαλυπτόμενο τρόπο.

Οφέλη από το Pipelining:

* Αυξημένη απόδοση: Επιτρέπει στον υπολογιστή να χρησιμοποιεί τον χρόνο του πιο αποτελεσματικά, χωρίς να περιμένει αργά περιφερειακά.

* Ταχύτερη συνολική εκτέλεση: Οι εργασίες τελειώνουν νωρίτερα επειδή ο υπολογιστής μπορεί να λειτουργήσει ταυτόχρονα σε πολλαπλά βήματα.

Κοινές χρήσεις του αγωγού:

* CPU Pipelining: Οι σύγχρονες CPU χρησιμοποιούν αγωγούς για την εκτέλεση οδηγιών παράλληλα.

* αγωγοί δεδομένων: Τα συστήματα επεξεργασίας δεδομένων χρησιμοποιούν συχνά τον αγωγό για να χειριστούν αποτελεσματικά τα μεγάλα σύνολα δεδομένων.

* αγωγοί δικτύου: Η επικοινωνία του δικτύου χρησιμοποιεί ταυτόχρονα να στέλνει πολλαπλά πακέτα σε μία μόνο σύνδεση.

Στην ουσία, η Pipelining είναι ένας έξυπνος τρόπος για να γεφυρωθεί το χάσμα ταχύτητας μεταξύ των υπολογιστών και των περιφερειακών τους, οδηγώντας σε ταχύτερη και πιο αποτελεσματική λειτουργία.