การทำงานแบบบัฟเฟอร์ (Buffering)

การทำงานในแบบบัฟเฟอร์นี้จะเป็นการขยายขีดความสามารถการทำงานของระบบ กล่าวคือระบบนี้จะให้หน่วยรับ

แสดงผลทำงานไปพร้อม ๆ กับการประมวลผลของซีพียู โดยในขณะที่มีการประมวลผลคำสั่งที่โหลดเข้ามาของซีพียูนั้น จะมีการโหลดข้อมูลต่อไปเข้ามาเก็บไว้ในหน่วยความจำก่อน เมื่อถึงเวลาประมวลผลซีพียูจะทำงานต่อได้ทันที และมีการโหลดข้อมูลต่อไปเข้าทดแทน หน่วยความจำที่เก็บข้อมูลที่ส่งเข้ามาเตรียมพร้อมนี้ เรียกว่า “ บัฟเฟอร์” (Buffer) ในทางทฤษฎีนั้น ถ้าเวลาที่ใช้ในการประมวลผลกับเวลาที่ใช้ในการโหลดข้อมูลเข้ามาเท่ากัน ก็จะทำให้ซีพียูไม่ต้องระอุปกรณ์เลย (ประมวลผลต่อเนื่องได้ทันที) ทำให้มีการใช้ซีพียูได้เต็มประสิทธิภาพ แต่ความเป็นจริงไม่ได้เป็นเช่นนั้น เนื่องจากเวลาของซีพียูกับอุปกรณ์ยังไม่สัมพันธ์กัน ซึ่งมีสาเหตุสำคัญ 2 ประการคือ ความเร็วของอุปกรณ์ในการรับ
แสดงข้อมูล และประเภทของงานที่ประมวลผลสำหรับสาเหตุอันเนื่องมาจากความเร็วของอุปกรณ์นั้น เป็นข้อเท็จจริงที่ซีพียูจะต้องมีความเร็วสูงกว่าความเร็วของอุปกรณ์ (แม้จะมีเทคโนโลยีด้านอุปกรณ์ใหม่ ๆ ก็ตาม) ถึงแม้จะมีบัฟเฟอร์ก็ไม่เพียงพอ จึงทำให้ซีพียูจะต้องหยุดรออุปกรณ์เสมอ ๆ ส่วนสาเหตุอันเนื่องมาจากประเภทของงานนั้นจะเป็นสิ่งที่บอกได้ว่า ซีพียูต้องรออุปกรณ์หรืออุปกรณ์จะต้องรอซีพียู ถ้างานนั้นต้องใช้หน่วยรับ – แสดงข้อมูลมาก ๆ ซีพียูก็จะทำงานน้อย จึงทำให้ซีพียูต้องหยุดรออุปกรณ์ ในทางตรงข้าม ถ้างานนั้นเป็นงานที่ต้องใช้เวลาของซีพียูมาก ๆ เช่น การคำนวณทางคณิตศาสตร์ในขั้นแอ็ดวานซ์ ก็จะทำให้ใช้เวลากับหน่วยรับ
แสดงข้อมูลน้อย ๆ มีผลให้อุปกรณ์ต้องหยุดรอซีพียู เป็นต้น

ตั้งแต่สมัยแรกที่มีการใช้คอมพิวเตอร์ล่วงมาจนถึงปัจจุบัน ความเหลื่อมล้ำของเวลาจะเป็นในด้านที่ใช้ประสิทธิภาพของซีพียูต่ำ นั่นหมายถึงซีพียูต้องหยุดรออุปกรณ์เสมอ ๆ ถึงแม้ในปัจจุบันจะมีการคิดค้นเทคโนโลยี เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ เช่น เพิ่มความเร็วของบัส, ความเร็วในการรับ ส่งข้อมูลจากฮาร์ดดิสก์ที่ใช้ ATA 100 ขยายบัฟเฟอร์เป็น 2 เมกะไบต์, มีพอร์ต USB, เพิ่มหน่วยความจำการ์ดแสดงผลเป็นหลายสิบเมกะไบต์ เป็นต้น แต่ก็ช่วยได้ไม่มากนัก เนื่องจากอุปกรณ์พวกนี้ทำงานในลักษณะกลศาสตร์ ในขณะที่ซีพียูเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์จึงได้มีการคิดค้นเทคโนโลยีมาขยายขีดความสามารถของซีพียู หลักการง่าย ๆ ก็คือในช่วงที่ซีพียูว่าง ๆ นั้นก็มีคำสั่งให้ซีพียูต้องประมวลผล โดยไม่ต้องมีเวลาว่าง พูดง่าย ๆ ก็คือเพิ่มโปรแกรมให้ซีพียูทำงานหลาย ๆ โปรแกรม หลักการของวิธีนี้เรียกว่า “ มัลติโปรแกรมมิ่ง” (Multiprogramming)