Capítulo 7                    Multimídia      7.1 Introdução à multimídia      7.2 Arquivos multimídia      7.3 Compressão...
Introdução à Multimídia (1)Vídeo sob demanda: (a) ADSL vs. (b) caboPearson Education             Sistemas Operacionais Mod...
Introdução à Multimídia (2)• Algumas taxas de dados  – multimídia, dispositivos de E/S de alto desempenho• Nota: 1 Mbps = ...
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Codificação de Áudio (1)• Ondas de áudio convertidas para digital     – voltagem elétrica como entrada     – número binári...
Codificação de Áudio (2)• Erro induzido por amostragem finita     – Chamado de ruído de quantização• Exemplos de sons amos...
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Compressão de Vídeo                     O Padrão JPEG (1)  Entrada de dados RGB e preparação do blocoPearson Education    ...
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O Padrão JPEG (3)Computação dos coeficientes DCT quantizados  Pearson Education              Sistemas Operacionais Moderno...
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O Padrão MPEG (2)MPEG-2 tem três tipos de quadros: I, P, B•          Intracodificados       -     Imagens paradas autocont...
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Paradigmas de Sistemas               de Arquivos Multimídia                    Servidores Pull e PushPearson Education    ...
Funções de Controle VCR• Rebobinamento é fácil     – colocar próximo quadro em zero• Avanço e retrocesso rápidos são mais ...
Vídeo Quase sob Demanda   Novo fluxo iniciando em intervalos regularesPearson Education            Sistemas Operacionais M...
Vídeo Quase sob Demanda               com Funções VCR      Armazenar para retroceder (rewind)Pearson Education         Sis...
Alocação de ArquivosAlocação de um arquivo em um único disco• Intercalação     – Vídeo, áudio e texto em um único arquivo ...
Duas Estratégias Alternativas de       Organização de Arquivos (1)• Armazenamento não contíguo de filmes     (a) pequenos ...
Duas Estratégias Alternativas de            Organização de Arquivos (2)•    Ponderação entre blocos de tamanho     pequeno...
Alocação de Arquivos para             Vídeo Quase sob DemandaAlocação ótima de quadros para vídeo quase                sob...
Alocação de Múltiplos Arquivos           em um Único Disco (1)• Lei de Zipf para N=20• Quadrados representam as 20 maiores...
Alocação de Múltiplos Arquivos            em um Único Disco (2)• Distribuição órgão-de-tubos dos arquivos em um  servidor ...
Alocação de Múltiplos Arquivos em                Múltiplos Discos•   Organização de arquivos multimídia em múltiplos disco...
CachingCaching de blocosb)    Dois usuários, mesmo filme 10s fora de sincroniac)    Fundindo dois fluxos em umPearson Educ...
Caching de Arquivos• Maioria dos filmes armazenados em DVD ou  fita  – copia para disco quando necessário  – resulta em lo...
Escalonamento de Disco                  para MultimídiaEscalonamento estático de disco• em um ciclo, cada filme pede um qu...
Escalonamento Dinâmico de Disco• Algoritmo Scan-EDF  – Usa prazos e números de cilindros para o    escalonamento Pearson E...
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Capítulo 7 Sistemas Operacionais Modernos

  1. 1. Capítulo 7 Multimídia 7.1 Introdução à multimídia 7.2 Arquivos multimídia 7.3 Compressão de vídeo 7.4 Escalonamento de processos multimídia 7.5 Paradigmas de sistemas de arquivos multimídia 7.6 Alocação de arquivos em disco 7.7 Caching 7.8 Escalonamento de disco para multimídiaPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 1
  2. 2. Introdução à Multimídia (1)Vídeo sob demanda: (a) ADSL vs. (b) caboPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 2
  3. 3. Introdução à Multimídia (2)• Algumas taxas de dados – multimídia, dispositivos de E/S de alto desempenho• Nota: 1 Mbps = 106 bits/s mas 1 GB = 230 bytes Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 3
  4. 4. Arquivos Multimídia Um filme pode consistir em vários arquivosPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 4
  5. 5. Codificação de Áudio (1)• Ondas de áudio convertidas para digital – voltagem elétrica como entrada – número binário como saídaPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 5
  6. 6. Codificação de Áudio (2)• Erro induzido por amostragem finita – Chamado de ruído de quantização• Exemplos de sons amostrados – telefone – modulação por codificação de pulso – áudio de CDsPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 6
  7. 7. Codificação de VídeoO padrão de varredura usado para vídeo e televisão NTSC Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 7
  8. 8. Compressão de Vídeo O Padrão JPEG (1) Entrada de dados RGB e preparação do blocoPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 8
  9. 9. O Padrão JPEG (2)Um bloco da matriz Y e os coeficientes DCTPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 9
  10. 10. O Padrão JPEG (3)Computação dos coeficientes DCT quantizados Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 10
  11. 11. O Padrão MPEG (1)Ordem dos valores quantizados quando transmitidos Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 11
  12. 12. O Padrão MPEG (2)MPEG-2 tem três tipos de quadros: I, P, B• Intracodificados - Imagens paradas autocontidas codificadas em JPEG• Preditivos - Diferença bloco-a-bloco com o último quadro• Bi-direcionais - Diferenças entre o último e o próximo quadro Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 12
  13. 13. O Padrão MPEG (3) Quadros consecutivos de vídeoPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 13
  14. 14. Escalonamento de Processos Multimídia• Processos periódicos exibindo um filme• Taxas de quadros e requisitos de processamento podem ser diferentes para cada filme Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 14
  15. 15. Escalonamento por Taxa Monotônica• Usado para processos que satisfaçam essas condições:2. Cada processo periódico deve terminar dentro de seu período3. Nenhum processo é dependente de qualquer outro processo4. Cada processo precisa da mesma quantidade de tempo de CPU a cada surto5. Quaisquer processos não periódicos não podem ter prazos6. A preempção de processo ocorre instantaneamente, sem sobrecargas Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 15
  16. 16. Escalonamento por Prazo Mais Curto Primeiro (1)• Algoritmos de escalonamento de tempo real – RMS – EDFPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 16
  17. 17. Escalonamento por Prazo Mais Curto Primeiro (2)Um outro exemplo de escalonamento em tempo real com RMS e EDF Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 17
  18. 18. Paradigmas de Sistemas de Arquivos Multimídia Servidores Pull e PushPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 18
  19. 19. Funções de Controle VCR• Rebobinamento é fácil – colocar próximo quadro em zero• Avanço e retrocesso rápidos são mais complicados – Compressão torna complicado o movimento rápido – Arquivo especial contendo, por ex., cada um dos quadros múltiplos de 10Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 19
  20. 20. Vídeo Quase sob Demanda Novo fluxo iniciando em intervalos regularesPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 20
  21. 21. Vídeo Quase sob Demanda com Funções VCR Armazenar para retroceder (rewind)Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 21
  22. 22. Alocação de ArquivosAlocação de um arquivo em um único disco• Intercalação – Vídeo, áudio e texto em um único arquivo contínuo por filmePearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 22
  23. 23. Duas Estratégias Alternativas de Organização de Arquivos (1)• Armazenamento não contíguo de filmes (a) pequenos blocos de disco (b) grandes blocos de discoPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 23
  24. 24. Duas Estratégias Alternativas de Organização de Arquivos (2)• Ponderação entre blocos de tamanho pequeno e grande• Índice de quadros - uso intensivo da RAM durante a reprodução do filme - pouca perda de disco3. Índice de bloco (sem quebra de quadros entre os blocos) - pouco uso da RAM - muita perda de disco4. Índice de bloco (permitida a quebra de quadros entre blocos) - pouco uso da RAM - sem perda de disco - posicionamentos extras Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 24
  25. 25. Alocação de Arquivos para Vídeo Quase sob DemandaAlocação ótima de quadros para vídeo quase sob demanda Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 25
  26. 26. Alocação de Múltiplos Arquivos em um Único Disco (1)• Lei de Zipf para N=20• Quadrados representam as 20 maiores cidades dos EUA – classificação pela ordem Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 26
  27. 27. Alocação de Múltiplos Arquivos em um Único Disco (2)• Distribuição órgão-de-tubos dos arquivos em um servidor – filmes mais populares no meio do disco – próximo mais popular ao lado (direito e esquerdo) etc Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 27
  28. 28. Alocação de Múltiplos Arquivos em Múltiplos Discos• Organização de arquivos multimídia em múltiplos discos a) Sem distribuição b) Mesmo padrão de distribuição por todos os arquivos c) Distribuição com revezamento d) Distribuição aleatória Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 28
  29. 29. CachingCaching de blocosb) Dois usuários, mesmo filme 10s fora de sincroniac) Fundindo dois fluxos em umPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 29
  30. 30. Caching de Arquivos• Maioria dos filmes armazenados em DVD ou fita – copia para disco quando necessário – resulta em longo tempo de início – mantém os filmes mais populares em disco• Pode manter os primeiros minutos de todos os filmes em disco – começa o filme a partir daí enquanto busca o restante Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 30
  31. 31. Escalonamento de Disco para MultimídiaEscalonamento estático de disco• em um ciclo, cada filme pede um quadroPearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 31
  32. 32. Escalonamento Dinâmico de Disco• Algoritmo Scan-EDF – Usa prazos e números de cilindros para o escalonamento Pearson Education Sistemas Operacionais Modernos – 2ª Edição 32

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