Multimedia

1. Multimedia ICOM 5007L por Carlos M. Rubert (802)01-6965

2. 1. ¿Que es Multimedia? • Usualmente referido como medios audio-visuales. • Mejor definido como mas de un medio • Ej: Libro = Texto + Imagenes • Se necesita un sistema distinto para manejar este tipo de archivos: • File Systems, Disk Scheduling, Caching, File Placement

3. 1.1 - Areas de Multimedia • DVD – Digital Versatile Disk • Video de Internet • Creacion y edicion de Videos • Video Juegos

4. 1.1 - Areas de Multimedia • “Video On-Demand” • Ver peliculas desde la comodidad del hogar cuando guste. • Utiliza dos sistemas de distribucion • ADSL – Asymetric Digital Subscriber Line • Cable TV

5. 1.1 - Areas de Multimedia • Video On-Demand • ADSL • Cable TV

6. 1.2 – Aspectos Importantes • Multimedia utiliza tazas extremadamente altas de transmisión de data. • La multimedia requiere reproducción a tiempo real.

7. 1.3 – Tazas de Transmision

8. 2 – Archivos de Multimedia • En este caso nos referimos a imagenes (video) y audio. • Necesitamos codificar la informacion para que un sistema de computadoras pueda trabajar con este tipo de archivos.

9. 2.1 - Audio • Entrada de Audio analoga convertida a digital (ADC)

10. 2.2 - Video • Utilizamos el termino de marcos (“frames”). • Marcos – Representacion de imagenes de 2 dimensiones como un voltaje unidimensional como funcion del tiempo. • Estandares: • NTSC – 30 frames/sec • PAL & SECAM – 25 frames/sec

11. 3 – Compresion de Video • Multimedia sin comprimir = gran capacidad de almacenamiento requerida. • Se necesita compresion masiva. • Necesitamos dos algoritmos de compresion y de-compresion de informacion: • Codificacion (compresion) • Decodificacion (de-compresion)

12. 3.1 – Estandar JPEG • Joint Photographic Experts Group • Provee la base para la codificacion de MPEG. • Algoritmo complicado de definir • Provee una compresion aproximada a razon de 20:1 o mejor. • Decodificacion – correr el algoritmo en forma reversiva.

13. 3.2 – Estandar MPEG • Motion Picture Experts Group • Codifica cada marco por separado con el estandar JPEG. • El formato MPEG-2 utiliza 3 tipos de marcos: • I (“intracoded”): marcos codificadas con JPEG • P (“predictive”): diferencias entre los bloques de un marco • B (“bidirectional”): diferencias entre el ultimo y proximo marco

14. 4 – “Scheduling Process”4.1 – Procesos Homogeneos • Modelo ideal – donde resolucion, transferencia de datos y marcos son identicos. • Para cada proceso, se lee del disco y se transmite. • No aplicable ya que el tamaño de los marcos puede cambiar a medida que cambia el numero de usuarios. • Crea conflictos por el uso del CPU.

15. 4.2 – Scheduling General a Tiempo Real • Se refiere al “scheduling” de multiples procesos los cuales tienen una meta (un “deadline”) que deben cumplir. • Estos procesos son generalmente interrumpibles (“preemptable”) para poder cumplir su deadline. • Estaticos: prioridad fija por adelantado. • Dinamicos: No tienen prioridades fijas.

16. 4.3 – Rate Monotonic Scheduling • Debe cumplir con ciertos requisitos para que se utilice este metodo: • Cada proceso periodico debe completar dentro de su periodo • Ningun proceso es dependiente de otro • Cada proceso necesita el mismo tiempo de CPU • Cualquier proceso no periodico no tiene deadlines • Interrupcion de procesos ocurre instantaneamente

17. 4.3 – Rate Monotonic Scheduling • Idea basica: Asignar un numero de prioridad según la frecuencia de ocurrencia del proceso • Ej: Proceso 1 = 33 fps Proceso 2 = 25 fps • Prioridad Proceso 1 = 33 • Prioridad Proceso 2 = 25

18. 4.4 – EDF Scheduling • Earliest Deadline First- dinamico • Proceso anuncia su presencia y su deadline a cumplir. • Si se acerca el deadline, interrumpe el proceso corriendo (si alguno) y hace uso del CPU

19. 5 – Paradigmas de Sistemas de Archivos • “File Systems” • Funciones de Control de VCR • Funciona como los controles de un VCR convencional • Pause • Rewind • Fast Forward / backward • Near-Video on Demand

20. 6 – File Placement • Almacenamiento en un solo disco • Posible configuracion: marcos continuos • Otras alternativas… • Almacenamiento en pequeños bloques • Almacenamiento en grandes bloques

21. 6.1 – Bloques • Bloques pequeños • Un solo marco por bloque • Indice apunta al marco • Evita busqueda a mitad del marco • Bloques grandes • Multiples marcos en un bloque • Puede crear problemas de fragmentacion • No se evita la busqueda a medio marco • Indice apunta al comienzo de un marco

22. 6.1 - Bloques • No son continuos

23. 6.2 – Multiples Archivos • Se acomodan archivos según su popularidad en ser acesados por el cliente. • Ley de Zipf • Probabilidad de seleccion = C/x • C = Constante de normalizacion • X = popularidad de la pelicula

24. 6.2 – Multiples Archivos • Algoritmo “organ-pipe”

25. 6.3 – Multiples Discos • Multiples peliculas en multiples discos

26. 7 – Caching (Cache) • Cache por bloque • Si se leyo un bloque es muy probable que se vuelva a leer denuevo • Cache por File • Se leen de medios externos por gran tamaños de los archivos. • Se mantienen en disco aquellos que se acesen con frecuencia.

27. 8 – Disk Scheduling • Multimedia necesita sistemas de alto rendimiento • Dos tipos: • Estaticos: • Basada en el caso ideal que todos los marcos son igual en caracteristicas • Uso del CPU por rounds • Dinamicos: • Diferentes frame rates • Scan-EDF algorithm