Командная строка Linux. Полное руководство

Если взглянуть на вывод команды free, показывающей статистику использования памяти, можно увидеть статистику с названием buffers (буферы). Компьютерные системы проектируются так, чтобы работать максимально быстро. Но медленные устройства препятствуют этому. Ярким примером служат принтеры. Даже самый быстрый принтер выглядит чрезвычайно медлительным по компьютерным стандартам. Компьютеры работали бы крайне медленно, если бы действительно были вынуждены ждать, пока принтер завершит печать страницы. В давние времена (когда персональные компьютеры еще не были многозадачными) это представляло настоящую проблему. При попытке распечатать электронную таблицу или текстовый документ компьютер мог стать недоступным до конца печати. Компьютер не мог посылать данные принтеру быстрее, чем тот мог их обработать, а принтеры не могли работать быстрее, потому что не могли быстро печатать. Эта проблема была решена созданием буфера печати, устройства, содержащего некоторый объем ОЗУ и находящегося между компьютером и принтером. При наличии буфера печати компьютер мог послать данные в буфер печати, который сохранял их в быстрой памяти ОЗУ, и компьютер возвращался к работе, не дожидаясь конца печати. В то же время буфер печати мог передавать данные принтеру из своей памяти со скоростью, приемлемой для принтера.

Идея буферизации широко используется для увеличения производительности компьютеров — необходимость работы с медленными устройствами не должна ухудшать производительность системы. Операционные системы хранят данные, прочитанные с устройства и предназначенные для записи в устройство, так долго, насколько это возможно, и используют их, прежде чем фактически обратиться к медленному устройству. В системе Linux, например, можно заметить, что при продолжительной работе она заполняет всю память. Это не означает, что Linux «использует» всю память, это означает лишь то, что Linux использует в своих интересах всю доступную память и буферизует как можно больше данных.

Буферизация позволяет очень быстро выполнять запись в устройства хранения, потому что запись в физическое устройство откладывается «на потом». Данные, предназначенные для устройства, накапливаются в памяти. Время от времени операционная система записывает эти данные в физическое устройство.

Размонтирование устройства влечет за собой запись всех оставшихся данных в это устройство, чтобы его можно было безопасно извлечь. Если носитель извлечь, не выполнив размонтирование, есть вероятность, что не все данные, предназначенные для устройства, будут записаны в него. Иногда эти данные могут включать жизненно важные обновления каталогов, отсутствие которых может привести к повреждению файловой системы — одной из самых больших неприятностей, которые могут случиться с компьютером.