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30天~作業系統學習系列 第 24

第二十四天 多媒體作業系統 (Multimedia Operating System)

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多媒體是什麼?

多媒體的領域很廣,早已深入在我們的生活當中,在計算機系統中,指的是組合兩種或以上媒體的一種人機互動式訊息交流和傳播。包括聲音跟影片檔、DVD電影、視訊,以及在網路上下載的短片,而網路直播也屬於多媒體的應用,像是透過網路同步觀賞NBA;還有能在台灣即時觀看美國奧斯卡頒獎典禮等。

多媒體作業系統的簡介

相較於傳統的作業系統只提供compiler、web server這類的簡易服務,多媒體作業系統功能更為強大,它提供了像是影片播放、聲音錄製、線上遊戲等等多媒體應用程式的使用環境,而在多媒體作業系統當中最為重要的關鍵即為連續媒體資料的即時處理。什麼是連續媒體資料呢? 舉例來說影像就是一種連續性資料,那為什麼我們會感覺影像是連續的呢? 這是因為當我們將畫面以每秒24~30格的速度來快速播放時,我們的人眼因視覺暫留的特性,所以會感覺看到的影像是連續的。但若是畫面播放速度降到每秒24格以下,則會造成影像產生斷斷續續的結果。所以從檔案系統存取影像檔案的速度需要與播放的速度一致,而這種有速度要求的資料被稱為連續媒體資料。

以下有幾點定義了多媒體應用程式的服務品質:

  1. 產量: 對多媒體的應用來說,產量是指所需要的資料速率。

  2. 延遲: 是指從最先提出要求的時間到所需結果產生所經過的時間。

  3. 不穩定: 是指串流重播時所產生的延遲,一般而言不穩定對連續媒體應用而言是不可接受的。

  4. 真實性: 真實性是在談處理和傳送連續媒體要如何處理錯誤,錯誤通常發生在CPU處理延遲或是在網路上遺失封包,在這些跟其他情況下,因為封包太晚到達導致無法使用,造成無法修正錯誤。

而要妥善的讓多媒體應用程式在作業系統當中順利執行,則必須要達到以下幾項:

1.CPU管理:有效率的排程將會是即時處理能否順利的關鍵。

2.Memory 管理:Guaranteed timing delay 以及 buffer的控管

3.File System:確保連續即時的多媒體資料讀取

4.Real-time Processing:確保多媒體資料的完整性

系統資源的控制以及分配妥善,幾乎就是多媒體作業系統所需要具備的能力,才不易造成Deadlock、Starvation等等問題。而多媒體應用程式與一般程式不太一樣的地方在於,編譯器以及網頁瀏覽器的執行需求比較偏向於no absolute performance guarantees 不過多媒體應用程式的處理上則是需要有一定的穩定程度,不然下次與好友視訊的同時畫面總是斷斷續續,使用者經驗將會非常遭。


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