Pipes and filters (tuberias y filtros) ¿Que es? En informática, un pipeline o tubería es un conjunto de elementos procesadores de datos conectados en serie, en donde la salida de un elemento es la entrada del siguiente. Los elementos del pipeline son generalmente ejecutados en paralelo, en esos casos, debe haber un almacenamiento tipo buffer insertado entre elementos. (Buffer es un área de memoria creada para realizar procesos muy grandes que el disco los realizaría de forma más lenta por el tamaño de archivos) (Lectura RAM es más rápida que desde el disco).
Aplicaciones de pipelines en informática
1. Pipelines gráficos, se encuentran en la mayoría de las tarjetas gráficas, consiste en múltiples unidades aritméticas o CPUs completas, que implementan variados escenarios de operaciones típicas de renderizado, por ejemplo, cálculos de luz y colores, renderizado, proyección de perspectiva, etc.
2. Pipelines de software o tuberías, consiste en múltiples procesos ordenados de tal forma que el flujo de salida de un proceso alimenta la entrada del siguiente proceso. Por ejemplo, los pipelines de UNIX.
Suena complicado pero no lo es; el nombre quiere decir en español "tuberías", y el sistema es básicamente como el agua que circula por cañerías o tubos. En este caso el agua vendría a ser la información o los procesos.
El pipeline es común verlo en sistemas operativos multitarea, como los que empleamos hoy en día en nuestras computadoras; se ejecutan una serie de procesos de manera simultánea, que son ejecutados luego de manera secuencial mediante una administrador de tareas dándoles diferente prioridad y capacidad de procesamiento, alternando entre un "pipeline" y los demás.
Pipeline es un término inglés que puede traducirse como “tubería”. Aunque no forma parte del diccionario de la Real Academia Española (RAE), el concepto se utiliza en nuestra lengua para hacer referencia a una arquitectura de la informática.
Estas tuberías virtuales se crean para segmentar los datos y, de este modo, incrementar el rendimiento de un sistema digital. Se trata de una arquitectura basada en el funcionamiento de los oleoductos, que están segmentados en diversos ramales y que cuentan con bombas para impulsar, en cada trecho, el avance del gas.
En la informática, el pipeline se emplea en microprocesadores, tarjetas gráficas y software. Los cálculos que se realizan en el proceso de programación deben sincronizarse con un reloj para evitar los tramos más recargados que se detectan entre dos registros.
Segmentar los cálculos, por lo tanto, permite mejorar la f recuencia de trabajo. Este tipo de flujo de datos implica que la salida de una fase es una entrada de otra. Así, los diversos tramos o fases se encadenan a la manera de una tubería, logrando agilizar el flujo a través de este pipeline.
Lo habitual es que la ejecución de estos elementos se desarrolle en paralelo, lo que hace que se apele a un buffer (un tipo de almacenamiento) cuando los elementos se hallan en posiciones consecutivas.
Se puede diferenciar entre pipelines sin nombre (que funcionan de manera temporal y se borran al no estar en uso) y pipelines con nombre (creados en el propio sistema de archivos, facilitan la comunicación de los diversos procesos que apelan a la tubería en cuestión).
En informática, una tubería (pipe, cauce o '|') consiste en una cadena de procesos conectados de forma tal que la salida de cada elemento de la cadena es la entrada del próximo. Permiten la comunicación y sincronización entre procesos. Es común el uso de buffer de datos entre elementos consecutivos.
La comunicación por medio de tuberías se basa en la interacción productor/consumidor, los procesos productores (aquellos que envían datos) se comunican con los procesos
consumidores (que reciben datos) siguiendo un orden FIFO. Una vez que el proceso consumidor recibe un dato, este se elimina de la tubería.
Las tuberías (pipes) están implementadas en forma muy eficiente en los sistemas operativos multitarea, iniciando todos los procesos al mismo tiempo, y atendiendo automáticamente los requerimientos de lectura de datos para cada proceso cuando los datos son escritos por el proceso anterior. De esta manera el planificador de corto plazo va a dar el uso de la CPU a cada proceso a medida que pueda ejecutarse minimizando los tiempos muertos.
Para mejorar el rendimiento, la mayoría de los sistemas operativos implementan las tuberías usando buffers, lo que permite al proceso proveedor generar más datos que lo que el proceso consumidor puede atender inmediatamente.
Podemos distinguir dos tipos de tuberías:
Tubería sin nombre: Las tuberías sin nombre tienen asociado un fichero en memoria principal, por lo tanto, son temporales y se el iminan cuando no están siendo usados ni por productores ni por consumidores. Permiten la comunicación entre el proceso que crea un cauce y y procesos hijos tras las creación de la tubería. Tubería con nombre: Su diferencia respecto a las tuberías sin nombre radica en que el cauce se crea en el sistema de archivos, y por lo tanto no tienen carácter temporal. Se mediante llamadas al sistema (open , close, read y write) como el resto de ficheros del sistema. Permiten la comunicación entre los procesos que usen dicha tubería, aunque no exista una conexión jerárquica entre ellos.
La arquitectura en pipeline (basada en filtros) consiste en ir transformando un flujo de datos en un proceso comprendido por varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida de la anterior.
Esta arquitectura es muy común en el desarrollo de programas para el intérprete de comandos, ya que se pueden concatenar comandos fácilmente con tuberías (pipe).
También es una arquitectura muy natural en el paradigma de programación funcional, ya que equivale a la composición de funciones matemáticas.
Biblio
http://www.fceia.unr.edu.ar/ingsoft/unidad11-4.pdf?q=arquitectura-de-software http://www.alegsa.com.ar/Dic/pipeline.php http://tuspreguntas.misrespuestas.com/preg.php?idPregunta=9785 http://www.slideshare.net/rehoscript/arquitectura-pipeline http://definicion.de/pipeline/ http://es.wikipedia.org/wiki/Segmentaci%C3%B3n_(inform%C3%A1tica) https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070514151910AATbopX http://www.bloginformatico.com/diferencias-entre-memoria-ram-y-rom.php https://www.google.cl/search?q=pipes+and+filters&safe=off&rlz=1C1CHMO_esCL579CL5 79&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=2al9U_mwAZLgsATxi4GIBw&ved=0CA gQ_AUoAQ&biw=1920&bih=912
