导图社区 《计算机操作系统》 第11章 多媒体操作系统
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第十一章 多媒体操作系统
前两节：先介绍多媒体系统的基本知识
11.1 多媒体系统简介
11.2 多媒体文件中的各种媒体
目前并没有多媒体操作系统，都是基于现有的操作系统对多媒体进行处理
11.3 多媒体进程管理中的问题和接纳控制
11.3.1 实时任务的处理需求和描述
重点在于：满足进程对截止时间的要求
通常的多媒体系统系统中，必须按照严格实时任务的的时间间隔周期性的对实时任务进行处理
实时任务的处理需求
截止时间上
必须保证每个周期保证HRT的截止时间要求
对于SRT任务，需要保证它们的大多数截止时间
优先级倒置
HRT不允许优先级倒置
SRT允许少量的优先级倒置
时间特性描述：开始时间s、处理任务时间e、截止时间d、周期时间p
11.3.2 多媒体进程管理中必须解决的问题
1、多种类型的软实时任务能同时运行
2、软实时任务和非实时任务可以共同允许
3、提供适当的进程接纳控制：即确保适当的运行的SRT任务的数量
4、采用实时调度算法
使用最多的调度算法：速率单调算法、最早截止时间优先算法
11.3.3 软实时任务的接纳控制
任务带宽：指从CPU带宽中分配出给一个任务的带宽
分类
1、SRT任务带宽：从CPU分配一部分SRT带宽，进程管理会尽可能地保证它们地实时性
2、尽力而为带宽：若SRT任务未被接纳，可以选择到尽力而为带宽中进行运行，但是不做任何保证
接纳控制：SRT任务--CPU代理--根据调度策略--是否接纳
CPU代理：接受应用程序的接纳请求，根据接纳策略，作出是否接纳的决定，并将被接纳的进程放入就绪队列
预留策略
概念：根据进程提出的预留请求，做出何种操作
1、预留模式：立即预留、高级预留
2、基于服务质量的预留
3、预留排序
11.4 多媒体实时调度算法
11.4.1 最简单的实时调度方法EDF
条件：播放的多媒体必须是相同类型的，比如都采用相同的分辨率、压缩比等等
原因：在这样的条件下，实时任务进程都会有相同的周期和处理时间
基本思路：FCFS原则排成进程就绪队列，然后定时轮转调度
11.4.2 速率单调调度算法RMS
属于：一个静态的优先级驱动的算法
优先级依据：请求速率（运行周期的倒数）越大，优先级越大
速率单调调度算法能否有效调度的衡量
在实时系统中必须保持多个进程的处理机使用率之和不超过1
使用率之和的上限是取决于进程数目的，因为进程的切换需要消耗额外的处理机
最小上限0.693，实际上一般是90%
11.4.3 EDF算法与RMS算法的比较
处理机的利用率；算法复杂度；调度的稳定性；
11.5 媒体服务器的特征和接纳控制
11.5.1 媒体服务器的特征
1、多媒体文件的多种媒体性，媒体服务器保持多种媒体数据流同步的能力
2、采用推型文件服务器
3、多媒体文件的存储空间分配方式，采用连续分配的方式
4、人机交互性
11.5.2 存储器管理中的接纳控制
问题：存储器如果不能及时提供SRT任务所需的数据在物理内存中，将导致花费更多的调入时间，
存储器页面锁定功能
作用：为避免缺页情况，将SRT任务运行时所需要的代码和数据锁定在物理内存中
存储器的接纳控制
存储器代理：锁定一定数量的内存空间
存储器管理器：管理为SRT任务锁定的内存页面，以保证CPU能及时获得数据
11.5.3 媒体服务器的接纳控制
媒体服务器提供的保证：等级由高到低，确定保证、统计保证、尽力而为的保证
11.6 多媒体存储器的分配方法
问题：如何使磁盘上的数据快速传输到输出设备上，以保证SRT任务的实时性
11.6.1 交叉连续方式
问题：虽然媒体文件都是采用连续方式，但是播放电影时，文本、声音、视频都是需要在一帧中去多次寻道的，保证一帧中有需要的多种媒体
方式阐述：不但要求所有的媒体文件是连续的，而且要求在不同文件之间采用按帧交叉存放的方式
缺点：一帧中·的有些数据可能是不需要的
11.6.2 帧索引存放方式
别名：小盘块法
基本单位：存储单元所选定的盘块大小应小于帧的大小
支持上
需要一个帧索引表
内容：序号为对应帧号，对应起始盘块地址，对应的盘块的数量
性能分析：支持随机访问、支持快进和快退、磁盘碎片小、缓冲管理简单；但是帧索引表太大（占磁盘内存，使用时又占用内存空间）
11.6.3 块索引存放方式
别名：大盘块法
基本单位：存储单元所选定的盘块大小应大于帧的大小
内容：序号为对应盘块号，对应起始帧号，对应的帧数量
性能分析：支持随机访问、支持快进和快退、磁盘碎片大、帧索引表小、缓冲管理复杂
11.6.4 近似视频点播的文件存放
11.6.5 多部电影的存储方式
单磁盘下：将多部电影按流行度分级，第一梯度的放在磁盘中间
多磁盘下
了解
11.7 高速缓存与磁盘调度
在多媒体系统中的，高速缓存和磁盘调度与普通的OS有些不同
11.7.1 高速缓存
1、利用高速缓存：为多个用户几乎同时看一部电影时，将已看过的部分放入高速缓存，给其他用户使用
2、如果两条视频流在时间相差很少，可以对两条视频流合并
1、一条视频流加速，一条视频流减速，二者相同时将以正常速度进行
2、将一条视频流暂停，另一条继续播放，二者到达相同视频点时，双方同时运行
3、文件高速缓冲：将电影的前一部分放入高速缓冲，利用这段时间，再从底下的磁盘读取
11.7.2 静态磁盘调度
11.7.3 动态磁盘调度
