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7.11 小结
多媒体是一种非常有前途的计算机应用。由于多媒体文件的巨大和苛刻的实时回放要求,为文本而设计的操作系统对于多媒体而言不是最理想的。多媒体文件包含多重平行的轨迹,通常有一个视频轨迹和至少一个音频轨迹,有时还有一些字幕轨迹。在回放期间,这些轨迹都必须保持同步。
音频通过周期性地对音量进行采样而得以记录下来,通常每秒采样44 100次(针对CD质量的声音)。压缩可以应用于音频信号,得到大约10倍的均匀的压缩率。视频压缩可以使用帧内压缩(JPEG),也可以使用帧间压缩(MPEG)。后者将P帧表示为与前一帧的差,而B帧则既可以基于前面的帧,也可以基于后面的帧。
多媒体需要实时调度以便满足其最终时限。通常使用的算法有两个。第一个算法是速率单调调度,它是一个静态抢先算法,它根据进程的周期将固定的优先级分配给进程。第二个算法是最早最终时限优先调度,它是一个动态算法,总是选择具有最近最终时限的进程。EDF更复杂一些,但是它可以达到100%的利用率,而RMS有时不能达到。
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多媒体文件系统通常使用推送型模型而不是拉取型模型。一旦开始一个视频流,则数据位就从服务器不断流出而不需要用户进一步请求。这一方法从根本上不同于常规的操作系统,但是为了满足实时要求这样做是必要的。
文件可以连续存放也可以不连续存放。在后一种情况下,存储单位可以是可变长度的(一个磁盘块是一帧),也可以是固定长度的(一个磁盘块是多个帧)。这些方法具有不同的权衡。
磁盘上文件的存放格局影响着系统的性能。当存在多个文件时,有时使用风琴管算法。横跨多个磁盘将文件分成条带(无论是宽条带还是窄条带)也是常用的。为了改进性能,磁盘块与文件高速缓存策略也得到了广泛的利用。