第七章多媒体操作系统1.概述2.计算机操作系统3.操作系统对连续媒体的支持4.支持连续媒体的文件系统1.概述操作系统控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，方便用户程序的执行。操作系统提供与计算机关键资源相关的各种服务。目前普通操作系统的不足：1）缺乏操作系统实时的支持。2）缺乏基于QoS的资源管理。QoS管理应能够使系统对活动的应用具有服务质量的保证。在这种模式下，并不是仅仅需要在会话开始的时候指定一个服务质量，并在整个会话生命周期中都维持这个服务质量。而是需要一种能够适应不同的环境和应用的动态QoS控制模式。3）对系统的输入输出缺乏有效的管理和控制。计算机的设计强调处理器性能，而对多媒体系统来说，I/O系统必须支持视频、音频等连续媒体。这些媒体对系统的要求不同于文本之类的数据媒体。4）缺乏适合连续媒体的文件系统。连续的媒体文件因为受到严格的时间限制，对文件的布局、缓冲器的分配、许可控制及客户调度具有很高的要求。2.计算机操作系统操作系统是计算机系统软件资源和硬件资源的管理中心，它以尽量合理有效的方法组织多个用户共享计算机的各种资源。这个定义应用到多媒体系统中也是合适的，对多媒体系统来说，多媒体操作系统将负责管理系统中的各类资源，包括网络资源，提高资源的可用性和利用率，为用户提供与系统交互的人机界面。2.1操作系统的基本概念2.1.1操作系统定义操作系统是计算机系统软件资源和硬件资源的管理中心，它以尽量合理有效的方法组织多个用户共享计算机的各种资源。这个定义应用到多媒体系统中也是合适的，对多媒体系统来说，多媒体操作系统将负责管理系统中的各类资源，包括网络资源，提高资源的可用性和利用率，为用户提供与系统交互的人机界面。2.1.2操作系统分类计算机的操作系统分为：单用户系统、分时系统、实时系统等多种形式。分时系统：为了使一台机器可以同时为多个用户和多个任务服务。为了做到这一点，系统将CPU时间分成多个时间片，提供给多个用户或进程使用。这样，由于系统可以为多个用户或进程使用，提高系统的吞吐量，系统的利用率也大大提高。分时系统：以提高系统的整体利用率为目标。对某些特殊的应用，在时间响应上就难以满足要求。为解决这个问题，产生了实时操作系统。实时操作系统的目标：对实时的应用提供及时的响应，同样可以支持多个用户和多个任务，但不是把吞吐率放在第一位。而是把在一定时间范围内对事件的响应放在第一位。对多媒体系统来说，由于在系统中大量使用基于时间的连续媒体，所以对时间的要求就非常严格。很显然，使用分时系统难以满足时间的要求，实时系统为多媒体操作系统提供了对基于时间媒体进行管理的一条途径。2.1.3实时系统的有关概念实时进程：是指在给定时间段内给出处理结果的进程。实时系统：实时系统的一个永久任务是从环境中接收信息（信息可能是自发的或周期性发生的），在给定的时间限制内把处理结果返回给环境。一个重要特征：系统工作的正确性不仅依赖于计算结果的逻辑正确性，而且还依赖于得出结果的时间。也就是说，实时系统中的任务是具有时间约束的。任务的时间约束多种多样。最普遍的时间约束是周期性（periodic）和非周期性（aperiodic）。周期性：任务必须在每个周期内完成一次，可以在周期开始时启动，也可以在周期开始后启动，但都必须在周期结束前完成。非周期性任务没有规定的时间要求，但必须有一个启动时间或结束时间，或二者兼而有之。最后期限(deadline)：最后期限是指表现处理结果的最迟可以接受时间。用它可以判断处理动作的正确与否。其他的时间约束还包括：任务执行时间：从任务启动到结束花费的时间。任务余量：完成任务后离时限的时间余量。紧时间约束：任务余量少；松时间约束：任务余量大。时限粒度：任务从启动到时限之间的时间。强实时：时限前必须完成，否则结果失去可用性。弱实时：超过时限仍然可用，但可用性下降。关键任务：重要性高，完不成会引起灾难性后果的任务。2.1.4实时系统的特征实时系统必须满足逻辑正确和时间约束两个条件。总的看来：在时间约束内完成进程。实时系统具有如下的特征：能对限时事件进行预期的快速响应，并且有精确的时序信息；高度的可调度性；短暂超负荷情况下的稳定性。如果出现短暂的超负荷，系统应不会失败，并能保证一些重要的任务完成；实时系统的性能实时系统的性能的好坏主要从以下几个方面进行衡量：响应时间吞吐率可靠性2.1.5实时系统中的调度调度的内容包括：CPU调度，资源分配，I/O调度，实时通信调度、分布式调度及关键任务调度等。几种不同的调度方法：基于优先级的抢占调度算法：任务具有静态或动态的优先级，当一个低优先级的任务正在运行时，如果高优先