SISTEMAS  OPERATIVOS  MULTIMEDIA

Introducción  a  S.O  Multimedia

Los   archivos   multimedia   tales   como   video,   música   y  películas   digitales   se   están   convirtiendo   en   una   forma  muy  popular  de  presentar  la  información.  !Estos   pueden   almacenarse   en   el   disco   duro   y   luego  reproducirlo   sobre  pedido.   sin  embargo  estos  archivos  son  muy  distinto  de  los  archivos  de  texto  tradicionales,  como  consecuencia  se    necesitan  nuevos  tipos  de  sistemas    de  archivos  para  manejarlos.

Características  Clave  para  lidiar  de  forma  exitosa  con  el  multimedia  en  S.O  

o La   multimedia   utiliza   velocidades   de   datos   en   extremo  altas:  

Lo   que   también   debemos   tener   en   cuenta   es   que   sin   la  compresión  de  datos,  el  hardware  actual  no  puede  estar  a  la  par   con   las   velocidades   de   transmisión   de   datos   que   se  producen.  !o  La  multimedia  requiere  reproducción  en  tiempo  real:    La  porción  de  video  de  una  película  digital  consiste  en  cierto  número  de  cuadros  por  segundo.

Archivos  de  MultimediaEn   la   mayoría   de   los   sistemas,   un   archivo   de   texto   ordinario  consiste  en  una  secuencia  lineal  de  bytes  sin  una  estructura  que  el  sistema   operativo   conozca   o   de   la   cual   se   preocupe.   Con  multimedia,  la  situación  es  más  complicada.

Codificación  de  VideoSi   se   proyecta   una   secuencia   de   imágenes   a   50   o   más  imágenes/seg,   el   ojo   no   se   da   cuenta   de   que   está   viendo  imágenes  discretas.  !Sistemas  de  codificación  de  video:  o NTSC  El  sistema  NTSC  (siglas  de  National  Televisión  System  

Commitee),   Este   sistema   transmite   30   imágenes   por  segundo.    !

o PAL   son   las   siglas   de   Phase   Alternating   Line.     Su   tasa   de  refresco  es  de  25  imágenes  por  segundo.

Codificación  de  AudioCuando   una   onda   acústica   golpea   un   micrófono,   éste  genera  una   señal   eléctrica  que   representa   la   amplitud  del   sonido   como   función   del   tiempo.   Las   ondas   de  audio   se   pueden   convertir   a   un   formato   digital  mediante   un   ADC   (Analog   Digital   Converter,  Convertidor  análogo  digital).  Un  ADC   recibe  un  voltaje  eléctrico   como   entrada   y   genera   un   número   binario  como  salida.

Estándares  de  compresión  de  video

El   estándar   JPEG   (Joint   Photographic   Experts   Group,   Grupo   de  expertos  unidos  en  fotografía)  Es  importante  para  la  multimedia,  ya  que  en  una  primera  aproximación,  el  estándar  de  multimedia  para  las  imágenes  en  movimiento,  MPEG,  es  sólo  la  codificación  JPEG  de  cada   cuadro   por   separado,  más   ciertas   características   adicionales  para   la   compresión   entre   cuadros   y   la   compensación   de  movimiento.  !MPEG   (Motion   Picture   Expert   Groups,   Grupo   de   expertos   en  películas).   Éstos   son   los   principales   algoritmos   utilizados   para  comprimir   videos   y   han   sido   estándares   internacionales   desde  1993.

PROGRAMACIÓN  DE  PROCESOS  MULTIMEDIA

o   Procesos   de   programación   homogéneos   Como  todos   los   procesos   tienen   la  misma   importancia,   tienen  que  realizar  el  mismo  trabajo  por  cuadro  y  se  bloquean  al  terminar  de  procesar  el  cuadro  actual  o  Programación  general  en  tiempo  real  La  programación  de  varios  procesos  que  compiten  entre  sí,   de   los   cuales   algunos   (o   todos)   tienen   tiempos   de  respuesta   que   deben   cumplir,   se   conoce   como  programación  en  tiempo  real.

PROGRAMACIÓN  DE  PROCESOS  MULTIMEDIA

!o  Programación  mono  tónica  en  frecuencia  Cada  proceso  periódico  se  debe  completar  dentro  de  su  periodo  ,  Ningún  proceso  es  dependiente  de  otro.  

!o   Programación   del   menor   tiempo   de   respuesta  primero  Es   un   algoritmo   dinámico   que   no   requiere   que   los  procesos  sean  periódicos

PARADIGMAS  DE  LOS  SISTEMAS  DE  ARCHIVOS  MULTIMEDIA

!Los  sistemas  de  archivos  multimedia  utilizan  un  paradigma  distinto  al  de  los  sistemas  de  archivos  tradicionales.  !

Para  acceder  a  un  archivo,  un  proceso  primero  emite  una   llamada  al  sistema   open.   Si   tiene   éxito,   el   proceso   que   hizo   la   llamada   recibe  cierto  tipo  de  token,  conocido  como  descriptor  de  archivos  en  UNIX  o  manejador  en  Windows,  para  usarlo  en   las   futuras   llamadas.   En  ese  punto,   el   proceso   puede   emitir   una   llamada   al   sistema   read,  proporcionando  el   token,   la   dirección  de  búfer   y   el   conteo  de  bytes  como  parámetros.   Después,   el   sistema  operativo   devuelve   los   datos  solicitados  en  el  búfer.   Se  pueden  hacer   llamadas  adicionales  a   read  hasta  que  termine  el  proceso,  momento  en  el  cual  llama  a  close  para  cerrar  el  archivo  y  devolver  sus  recursos.

!Este   modelo   no   funciona   bien   para   multimedia,   debido   a   la  necesidad   del   comportamiento   en   tiempo   real.   En   especial  funciona   de  manera   inadecuada   a   la   hora   de  mostrar   archivos  multimedia  que  provienen  de  un  servidor  de  video  remoto.  Uno  de  los  problemas  es  que  el  usuario  debe  realizar   las   llamadas  a  read  con  un  espaciamiento  demasiado  preciso  en  el  tiempo.  Un  segundo  problema  es  que  el  servidor  de  video  debe  ser  capaz  de  suministrar   los  bloques  de  datos   sin   retraso,   algo  que  es  difícil  de  hacer  cuando  llegan  las  peticiones  que  no  están  planeadas  y  no  se  han  reservado  recursos  por  adelantado.

Para   resolver   estos   problemas,   los   servidores   de   archivos  multimedia  utilizan  un  paradigma  completamente  distinto:  actúan  como  VCRs  (Grabadoras  de  Video  Casete).  Para  leer  un   archivo   multimedia,   un   proceso   de   usuario   emite   una  llamada  al  sistema  start,  especificando  el  archivo  que  se  va  a  leer  y  otros  parámetros;  por  ejemplo,  qué  pistas  de  audio  y  subtítulos  utilizar.  Después,  el  servidor  de  video  empieza  a  enviar  cuadros  a  la  velocidad  requerida.  Es  responsabilidad  del  usuario  manejarlos  a   la  velocidad  a   la  que   llegan.  Si  el  usuario  se  aburre  con  la  película,  la  llamada  al  sistema  stop  termina  el  flujo.  Los  servidores  de  archivos  con  este  modelo  de   flujo   continuo   se   conocen   a   menudo   como   servidores  push  (debido  a  que  “empujan”  los  datos  hacia  el  usuario)  y  se   contrastan   con   los   servidores   pull   tradicionales,   en  donde  el  usuario  tiene  que  extraer  los  datos  un  bloque  a  la  vez,   llamando   repetidas   veces   a   read   para   obtener   un  bloque  después  de  otro.

COLOCACIÓN  DE  LOS  ARCHIVOS

!Colocación  de  un  archivo  en  un  solo  disco  El   requerimiento   más   importante   es   que   los   datos   se   pueden  colocar  en  flujo  continuo  en  la  red  o  en  un  dispositivo  de  salida,  a   la   velocidad   requerida   y   sin   fluctuación.   Una   manera   de  eliminar  las  búsquedas  entre  archivos  en  los  servidores  de  video  es   utilizar   archivos   contiguos.   Por   lo   general,   hacer   que   los  archivos   sean   contiguos  no   funciona  bien,   pero   en  un   servidor  de   video   precargado   cuidadosamente   con   películas   por  adelantado  que  no  cambian  más  adelante,  puede  funcionar.

USO  DE  CACHÉ

oLa  caché  de  archivos  LRU  tradicional  no  funciona  bien  con  los   archivos   multimedia,   debido   a   quelos   patrones   de  acceso   para   las   películas   son   distintos   a   los   patrones   de  acceso  de  los  archivos  de  texto.  La  idea  detrás  de  las  cachés  tradicionales   de   búfer   LRU   es   que,   después   de   utilizar   un  bloque,   se   debe  mantener   en   la   caché   en   caso   de   que   se  vuelva  a  necesitar  casi  de  inmediato.  Por  ejemplo,  al  editar  un  archivo,  el   conjunto  de  bloques  en  donde  se  escribe  el  archivo   tienden   a   utilizarse   una   y   otra   vez,   hasta   que  termine  la  sesión  de  edición.  En  otras  palabras,  cuando  hay  una  probabilidad  relativamente  alta  de  que  se  reutilizará  un  bloque   dentro   de   un   intervalo   corto,   vale   la   pena  mantenerlo   a   la   mano   para   eliminar   un   futuro   acceso   al  disco.

Con  multimedia,  el  patrón  de  acceso  ordinario  es  que  una  película  se  vea  de  principio  a  fin  en  forma  secuencial.  Es  improbable  que  un  bloque  se  utilice  por  segunda  vez,  a  menos  que  el  usuario  rebobine  la   película   para   ver   cierta   escena   de   nuevo.   En  consecuencia,   las   técnicas   de   caché   normales   no  funcionan.   Sin   embargo,   el   uso   de   caché   puede  ayudar  de  todas  formas,  pero  sólo  si  se  utiliza  de  manera  distinta.

¡¡  MUCHAS  GRACIAS  !!

 ¡¡¡  DIOS  LES  BENDIGA  !!!