Download elektronikk98.pdf

Contents : Bufferh ndtering i multimedia datah ndteringssystemer P l Halvorsen Universitetsstudiene p Kjeller (UniK) i: Elektronikk rg. 32 nr. 9 1998 s. 64-67 Sammendrag Kontinuerlig avspilling av store komplekse og tidsavhengige multimedia data som video krever at datah ndteringssystemene effektivt kan hente ut data fra disk til buffer. Her presenteres Q-L/MRP som er en bufferh ndteringsmekanisme spesielt designet for interaktive tidsavhengige datastr mmer med st tte for tjenestekvalitet. 1 Innledning Distribuerte multimedia applikasjoner som nyheter-p -foresp rsel (News-on-Demand) digitale biblioteker og asynkron interaktiv fjernundervisning ser ut til bli en viktig del av fremtidens informasjonssamfunn. Slike applikasjoner m effektivt kunne h ndtere store komplekse kontinuerlige og tidsavhengige datatyper som audio og video. Et viktig begrep i denne konteksten er tjenestekvalitet (Quality-of-Service QoS). Tjenestekvalitet beskriver kravene fra brukerene/applikasjonene p den ene siden og ytelsen til og p liteligheten av multimediasystemet p den andre. Spesi kasjon av tjenestekvalitet gir muligheten til effektivt h ndtere systemressursene som nettverk disk minne og prosessorer og gj re reservasjoner for sikre den nskede kvaliteten p avspillingen av multimedia data. 2 Interaktiv fjernundervisning I DEDICATION et prosjekt for databasest tte i fjernundervisning p UniK ser vi p utfordringene med st tte ere samtidige avspillinger av lagrede forelesninger fra et s kalt elektronisk klasserom. I dag kan de elektroniske klasserommene vi har blant annet i Oslo og p Kjeller tilby studenter f lge en forelesning p forskjellige geogra sk adskilte klasserom. Dette tilbys ved direkte overf ring av video audio og data fra et whiteboard mellom klasserommene (synkron fjernundervisning). M let er imidlertid kunne overkomme adskillelse b de i tid og rom mellom foreleser og student. I DEDICATION nsker vi l se dette ved lagre forelesninger i et multimedia databasesystem slik at vi i fremtiden ogs skal kunne st tte adskillelse i tid. Det vil si at en student kan f avspilt video og audio fra en forelesning n r studenten selv vil (asynkron fjernundervisning). 3 Bufferh ndtering I den lange kjeden av systemkomponenter som effektivt m kunne h ndtere multimediadata og st tte tjenestekvalitet er h ndteringen av bufferet (minnet) en viktig del. Figur 1 viser et forenklet skjematisk bilde over bufferet i en datamaskin. En foresp rsel om data i det virtuelle minnet blir oversatt i en sidetabell for se om de nskede dataene ligger i det fysiske minnet eller p disken. Som guren viser er det to muligheter. Det optimale (vist i bl tt i guren) er om dataene nnes direkte i det fysiske minnet. Her kan vi bare returnere adressen til dataene som s blir prosessert. Problemet er bare at bufferet er en begrenset ressurs og grunnet den begrensede st rrelsen kan ikke alle dataene 1 Fysisk minne Virtuelt minne 4 1 2 Sidetabell 3 5 3a 2 3 3b 4 1 Disk Figur 1: Et forenklet skjematisk bilde over minnet i en datamaskin. De bl pilene viser en foresp rsel hvor dataelementet allerede nnes i minnet. De r de pilene viser en foresp rsel hvor dataelementet f rst m hentes fra disken til det fysiske minnet. ligge i bufferet til en hver tid. Vi m derfor ofte hente data fra disk til buffer (vist i r dt i guren). I dette tilfellet m vi f rst nne data i bufferet som kan byttes ut og hvis disse dataene er modi sert m disse skrives tilbake til disken. Deretter leses de nskede data fra disk til riktig plass i bufferet og adressen til bufferelementet med de nye dataene returneres. En viktig punkt for optimal bruk av bufferet (og dermed ogs ytelsen til hele systemet) er hvordan data hentes inn og byttes ut i bufferet. Disker er per idag altfor langsomme og overf ring av data fra disk til buffer tar lang tid. For best mulig kunne st tte mange samtidige brukere i v r asynkrone interaktive fjernundervisnings-applikasjon og for i det hele tatt kunne tilby en kontinuerlig fremvisning av video m antall diskaksesser minimeres ved best mulig tilpasse bufferh ndteringsmekanismen. Videre er dagens disker for langsomme til at vi kan hente et og et dataelement i det yeblikket dataene trengs (demand paging). Vi trenger en form for forh ndshenting av data slik at antall diskaksesser g r ned og den totale tiden det tar overf re data fra disk til buffer reduseres 4 . 4 Eksisterende algoritmer For nne en passende bufferh ndteringsmekanisme for v r interaktive fjernundervisningsapplikasjon har vi unders kt om det allerede nnes velegnede mekanismer. V re analyser viser at tradisjonelle mekanismer som FIFO LRU og RANDOM 2 ikke er brukbare. Heller ikke deres forbedringer LRU-K 8 og 2Q 5 er egnet for multimedia applikasjoner. Problemet med disse mekanismene er at de

INFO HASH : a7bd8b7fb75bc7cba70d0c9dab3e01d2ff12b44c

Download now

File Size: 28.7 kb