funcionamiento del buffer circular

FUNCIONAMIENTO DEL BUFFER CIRCULAR


Un buffer circular es una estructura de datosmuy usada en procesos de comunicacin de datos digitales.

Se define en base a los siguientes elementos:

Una variable ndice de escritura (indice_escritura)

Una variable ndice de lectura (indice_lectura)

El tamao del buffer (TAMAO_BUFFER) el cuales constante.


Direccin en Memoria

Posicin Indices Espacio en Memoria

31 (vacio)

30 (vacio)

(vacio)

(vacio)

2 (vacio)

1 (vacio)

0 indice_lectura = indice_escritura (vacio)

TAMAO_BUFFER = 32Si ambos ndices apuntan a la misma ubicacin en memoria, entonces el buffer est vacio


Direccin en Memoria


31

30

2

1 indice_escritura

0 indice_lectura Dato0

Con cada escritura en el buffer el indice_escritura se incrementa en 1


Direccin en Memoria


31

30 indice_escritura

Dato

Dato

2 Dato2

1 Dato1


-El indice_escritura siempre apunta a la siguienteposicin disponible para la escritura del siguiente dato.-El indice_lectura siempre apunta al siguiente datodisponible para ser ledo.


Direccin en Memoria


31 indice_escritura

30 Dato30

Dato

Dato

2 Dato2

1 Dato1


-En este tipo de buffer nunca se puede usar todo el espacio del buffer ya que el indice_escritura siempredebe apuntar a una localizacin vaca.-Si TAMAO_BUFFER es 32 bytes, slo se pueden usar31 bytes.


Direccin en Memoria


31 indice_escritura

30 Dato30

Dato

Dato


1 Dato1 (leido)

0 Dato0 (leido)

-Con cada dato leido desde el buffer el indice_lecturatambin se incrementa


En el funcionamiento de este tipo de buffer circular se presentan 3 casos crticos:


Direccin en Memoria


31 indice_escritura

30 Dato30

Dato

Dato


1 (leido)

0 (leido)

CASO CRITICO 1:Si el indice_escritura llega a la pos. 31, con la escritura de un nuevo dato debe rotara la pos. 0. Para ello, se suma 1 al indice y se aplica la operacin mdulo:

indice_escritura = (indice_escritura + 1) % TAMAO_BUFFERindice_escritura = (31 + 1) % TAMAO_BUFFER


Direccin en Memoria


31 Dato31 (ultimo dato escrito)

30 Dato30

Dato

Dato


1

0 indice_escritura

CASO CRITICO 1:El indice_escritura ha rotado a la posicin 0 haciendo uso de la operacin mdulo:

Indice_escritura = (indice_escritura + 1) % TAMAO_BUFFER


Direccin en Memoria


31 Dato31

30 Dato30

Dato

Dato


1 indice_escritura

0 Dato 32

CASO CRITICO 2:El indice_escritura se encuentra 1 posicin por debajo del indice_lectura (buffer lleno)-El indice_escritura no puede subir una posicin arriba despus de almacenarse el prximo dato (indice_lectura=indice_escritura significa buffer vaco!)-Por lo tanto, no se realiza ninguna escritura y el dato se descarta.-Entonces antes de almacenar el proximo dato debe verificarse que:(indice_escritura+1) != indice_lectura


Direccin en Memoria



30 (leido)

(leido)

(leido)

2 (leido)

1 indice_escritura

0 Dato 32

CASO CRITICO 3:Cuando el indice_lectura llega a la ltima posicin de memoria, debe rotar a la posicin 0 despus de leerse el dato, para ello se aplica tambin la operacinmdulo:Indice_lectura = (indice_lectura + 1) % TAMAO_BUFFERIndice_lectura = (31+ 1) % TAMAO_BUFFER


Direccin en Memoria


31 (leido)

30 (leido)

(leido)

(leido)

2 (leido)

1 indice_escritura

0 indice_lectura Dato 32

CASO CRITICO 3:-El indice_lectura ha rotado a la pos. 0 con la operacin mdulo:

Indice_lectura = (indice_lectura + 1) % TAMAO_BUFFER

- Si leemos el siguiente dato entonces indice_lectura = indice_escritura y el buffer est vaco nuevamente.


Direccin en Memoria


31 indice_escritura

30 Dato30

Dato

Dato

2 Dato2


0 (leido)

CANTIDAD DE DATOS EN EL BUFFER-Primer caso (indice_escritura est por encima de indice_lectura):

cantidad = indice_escritura indice_lectura


Direccin en Memoria


31 Dato31

30 Dato30

Dato

Dato


1 indice_escritura

0 Dato 32

CANTIDAD DE DATOS EN EL BUFFER-Segundo caso (indice_escritura est por debajo de indice_lectura):

cantidad = TAMAO_BUFFER + indice_escritura indice_lecturacantidad = cantidad % TAMAO_BUFFER

- La frmula se aplica para todos los casos.

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