خط لوله

wiki: الگوی طراحی نیز نامیده می شود. که به خاطر شباهت به خط لوله فیزیکی، این چنین نامگذاری شد.
ایجاد فایل موقت 1.tmp
اجرای فرمان "دیر"، تغییر مسیر خروجی خود به 1.tmp
ایجاد فایل موقت 2.tmp
اجرای فرمان "مرتب کردن"، تغییر مسیر ورودی به 1.tmp و خروجی به 2.tmp
اجرای فرمان "بیشتر"، تغییر مسیر ورودی به 2.tmp، و ارائه خروجی به کاربر
حذف 1.tmp و 2.tmp، که دیگر مورد نیاز نیستند
بازگشت به خط فرمان
خط لوله اغلب در یک سیستم عامل چند وظیفه ای، توسط همه عناصری که زمان یکسانی برای پردازش می خواهند اجرا و راه اندازی شده و به طور خودکار به درخواست داده های خوانده شده توسط هر فرایند و داده های نوشته شده توسط فرایند بالادست سرویس دهی می شود. در این روش پردازنده اصلی به طور طبیعی میان فرایندها توسط زمانبند تعویض می شود تا بتوان زمان بیکاری را به حداقل رساند. در مدل های رایج دیگر، عناصر به صورت ریسمان های بسیار کم وزن یا به عنوان coroutinesها به منظور کاهش سربار سیستم عامل اغلب با فرایندها درگیر می شوند. بسته به سیستم عامل، ریسمان ها ممکن است به طور مستقیم توسط سیستم عامل یا توسط مدیریت ریسمان زمانبندی شوند. Coroutinesها همواره توسط مدیر نوعی از اشکال coroutine زمانبندی می شوند. معمولاً، درخواست های خواندن و نوشتن عملیات را مسدود می کنند. به این معنی که توقیف منبع در دست فرایند معلق است تا زمانی که همه اطلاعات بتوانند در فرایند مقصد نوشته شوند و همچینین اجرای فرایند مقصد پس از خواندن به تعلیق افتاده تا حداقل برخی از داده های درخواست شده بتواند منبع فرایند را به دست آورد. بدیهی است، این مسئله نمی تواند باعث ایجاد بن بست شود که در آن هر دو فرایندا به طور نامحدود در انتظار پاسخ یکدیگر بمانند از این رو حداقل یکی از دو فرایند بزودی درخواست سرویس خود را توسط سیستم عامل اعلام می کند و اجرا را ادامه می دهد. برای اجرا، بیشتر سیستم عامل ها برای اجرای لوله از لوله های بافر استفاده می کنند که اجازه می دهد منابع فرایند اطلاعات بیشتری را فراهم کند تا فرایند مقصد به طور متداول بتواند داده را دریافت کند یا اینکه مایل به دریافت باشد. تحت بیشتر Unices یا سیستم عامل های شبه لینوکس دستورها ویژه ای در دسترس است که لوله یک بافر را اجرا می کنند که پیاده سازی یک بافر لوله به طور بالقوه بسیار بزرگتر و با قابلیت تنظیم اندازه است که به طور معمول " بافر " نامیده می شود. این دستور می تواند مفید باشد اگر فرایند مقصد به طور قابل توجهی کندتر از منبع فرایند باشد، اما به هر حال مد نظر است که این منبع فرایند بتواند تاحد امکان وظیفه خود را در اسرع وقت تکمیل کند. به عنوان مثال، اگر منبع فرایند شامل یک فرمان باشد که آهنگ صوتی را از روی یک سی دی را بخواند، فرایند مقصد شامل یک فرمان داده است که شکل موج های صوتی را به فرمت MP3 فشرده سازی می کند. در این نمونه عمل میانگیری یا بافرینگ در تمام سرعت ها در بافر لوله به سی دی درایو اجازه می دهد که سریعتر بچرخد و کاربر بتواند سی دی را از درایو پاک کند قبل از آنکه رمزگذاری فرایند به پایان رسد. چنین فرمان بافر را می تواند با استفاده از پیاده سازی اولیه سیستم عامل که موجود است برای خواندن و نوشتن اطلاعات به کار رود. انتظار بیهوده می تواند به وسیلهٔ استفاده از امکاناتی مانند نظرسنجی یا انتخاب یا چند ریسمانه موقوف شود.
خطوط لوله CMS درگاه ورودی ایده خط لوله به ماشین مجازی / سیستم مدیریت محتوا و سیستم های MVS است. که ساختارهای خط لوله پیچیده بیشتری از بدنه ساختار یونیکس را با گرفتن چندین جریان ورودی و تولید چندین جریان خروجی پشتیبانی می کند. (چنین قابلیت هایی توسط هسته یونیکس پشتیبانی می شوند اما برنامه های کمی از آن استفاده می کنند تا از آن برای ترکیبات نحوی پیچیده و حالات مسدود آماده سازد اگر چه بدنه برخی از ساختارها از طریق تخصیص فایل توصیف گر به طور اختیاری آن را پشتیبانی می کنند).با توجه به ماهیت متفاوت سیستم عامل های رایانه های بزرگ IBM، مراحل بسیاری را در داخل خط لوله های CMS انجام می دهند، که در یونیکس برنامه های خارجی جدا از هم هستند اما می توانند به طور جداگانه برنامه های خارجی را برای عملکردشان صدا بزنند. ، به دلیل ماهیت فایل های ضبط گرا در رایانه های بزرگ IBM، خط لوله در ضبط گرا سریعتر از شیوه جریان گرا فعالیت می کند. شبه خط لوله در سیستم عامل ها تک وظیفه ای فرایندهای خط لوله باید یک به یک به طور سری اجرا شوند، بنابراین خروجی هر فرایند باید در یک فایل موقت ذخیره شود که پس از آن توسط فرایند بعدی خوانده شود. از آنجا که هیچ گونه موازی سازی یا تعویض پردازنده وجود ندارد این نسخه " شبه خط " لوله نامیده می شود. به عنوان مثال، دستور مترجم خط از سیستم عامل داس ('COMMAND.COM') شبه خط لوله را با یک ترکیب ظاهری شبیه به خط لوله یونیکس فراهم می کند. فرمان "دیر | مرتب کردن | بیشتر" باید در آینده شبیه این اجرا شود (ولو پیچیده تر از نام فایل های موقت)
به این ترتیب، شبه لوله مانند لوله های واقعی با بافر لوله را در اندازه نامحدود عمل می کند. (با وجود فضای محدود دیسک) با این محدودیت مهم که یک فرایند دریافت می کند نمی تواند هیچ داده ای را از روی بافر لوله تا زمانی که فرایند به طور کامل فرستاده نشده بخواند. علاوه بر ایجاد ترافیک دیسک اگر حافظه پنهان یک دیسک سخت مانند SMARTDRV نصب نشود می تواند تحت سیستم های چند وظیفه ای غیرضروری باشد. این اجرا همچنین لوله هایی می سازد که برای کاربردهایی که به پاسخ بلادرنگ نیاز دارند متناسب نیستند، برای مثال اهداف تعاملی ساخته شده (که در آن کاربر دستورهای را وارد می کند که فرایند اولین بار از طریق خط لوله ورودی آن ها را دریافت، وفرایند آخرین بار در خط لوله خروجی خود را از طریق خروجی به کاربر ارائه می کند)

wikijoo: خط_لوله