- планирование ресурса — то есть определение, какому процессу, когда и в каком количестве (если ресурс может выделяться частями) следует выделить данный ресурс;

- удовлетворение запросов на ресурсы;

- отслеживание состояния и учет использования ресурса — то есть поддержание оперативной информации о том, занят или свободен ресурс и какая доля ресурса уже распределена;

- разрешение конфликтов между процессами.

Для решения этих общих задач управления ресурсами разные ОС используют различные алгоритмы, особенности которых в конечном счете и определяют облик ОС в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс.

Задача организации эффективного совместного использования ресурсов несколькими процессами является весьма сложной, и сложность эта порождается в основном случайным характером возникновения запросов на потребление ресурсов. В мультипрограммной системе образуются очереди заявок от одновременно выполняемых программ к разделяемым ресурсам компьютера: процессору, странице памяти, к принтеру, к диску.

Операционная система организует обслуживание этих очередей по разным алгоритмам:

в порядке поступления,

на основе приоритетов,

кругового обслуживания и т. д.

Взаимодействующие процессы

Для достижения поставленной цели различные процессы (возможно, даже принадлежащие разным пользователям) могут исполняться псевдопараллельно на одной вычислительной системе или параллельно на разных вычислительных системах, взаимодействуя между собой.

Одной из причин является повышение скорости работы. Когда один процесс ожидает наступления некоторого события (например, окончания операции ввода-вывода), другие в это время могут заниматься полезной работой, направленной на решение общей задачи. В многопроцессорных вычислительных системах программа разделяется на отдельные кусочки, каждый из которых будет исполняться на своем процессоре.

Второй причиной является совместное использование данных. Различные процессы могут, к примеру, работать с одной и той же динамической базой данных или с разделяемым файлом, совместно изменяя их содержимое.

Третьей причиной является модульная конструкция какой-либо системы. Типичным примером может служить микроядерный способ построения операционной системы, когда ее различные части представляют собой отдельные процессы, общающиеся путем передачи сообщений через микроядро.

Наконец, это может быть необходимо просто для удобства работы пользователя, желающего, например, редактировать и отлаживать программу одновременно. В этой ситуации процессы редактора и отладчика должны уметь взаимодействовать друг с другом.

Различные процессы в вычислительной системе изначально представляют собой обособленные сущности. Работа одного процесса не должна приводить к нарушению работы другого процесса. Для этого, в частности, разделены их адресные пространства и системные ресурсы, и для обеспечения корректного взаимодействия процессов требуются специальные средства и действия операционной системы.

3. Функциональная и структурная организация обработки мультимедийной информации.

ОТВЕТ:

Это алгоритмы обработки данных. Как происходит сжатие видео, например, звука и т.д.

Сжатие видео — уменьшение количества данных, используемых для представления видеопотока. Сжатие видео позволяет эффективно уменьшать поток, необходимый для передачи видео по каналам радиовещания, уменьшать пространство, необходимое для хранения данных на CD, DVD или жёстких дисках.

Недостатки: при использования сжатия с потерями появляются характерные и хорошо заметные артефакты — например, блочность (разбиение изображения на блоки 8x8 пикселей), замыливание (потеря мелких деталей изображения) и т. д.

Существуют и способы сжатия видео без потерь, но на сегодняшний день они уменьшают данные недостаточно.

Видео — это по существу трёхмерный массив цветных пикселей. Два измерения означают вертикальное и горизонтальное разрешение кадра, а третье измерение — это время. Кадр — это массив всех пикселей, видимых камерой в данный момент времени, или просто изображение. В видео возможны также так называемые полукадры.

Помимо сжатия с потерями видео также можно сжимать и без потерь.

Сжатие без потерь — метод сжатия информации представленной в цифровом виде, при использовании которого закодированная информация может быть восстановлена с точностью до бита. При этом оригинальные данные полностью восстанавливаются из сжатого состояния. Этот тип сжатия принципиально отличается от сжатия данных с потерями. Для каждого из типов цифровой информации, как правило, существуют свои оптимальные алгоритмы сжатия без потерь.

Сжатие данных без потерь используется во многих приложениях. Например, оно используется во всех файловых архиваторах. Оно также используется как компонент в сжатии с потерями.

Сжатие без потерь используется, когда важна идентичность сжатых данных оригиналу. Обычный пример — исполняемые файлы и исходный код. Некоторые графические файловые форматы, такие как PNG или GIF, используют только сжатие без потерь; тогда как другие (TIFF, MNG) могут использовать сжатие как с потерями, так и без.

Техника сжатия без потерь

Сжатие цифровых данных без потерь делается путем замены оригинальной последовательности битов другой последовательностью - содержащей описание оригинальной последовательности. При этом, сокращение происходит за счет повторяющихся фрагментов. При необходимости получить исходный поток данных производится восстановление его по потоку-описанию.

Сжатие видео и технология компенсации движения

Одна из наиболее мощных технологий позволяющая повысить степень сжатия — это компенсация движения. Её использование означает, что последующие кадры в потоке используют похожесть областей в предыдущих кадрах для увеличения степени сжатия.

Компенсация движения - один из основных алгоритмов, применяемых при обработке и сжатии видеоданных. Алгоритм использует похожесть соседних кадров в видео последовательности и находит вектора движения отдельных частей изображения.

Использование компенсации позволяет при сжатии многократно увеличить степень сжатия за счет удаления избыточности в виде совпадающих частей кадров.

Сжатие звука — совокупность технологий по уменьшению объема данных, необходимых для передачи и хранения звуковой информации. Базируясь на основных принципах сжатия информации, при сжатии звука используются особенности звуковой информации, особенности природы, механизмов проихождения звука (речь, музыкальные инструменты и т.д.) и звуковосприятия.

Представление звуковой информации в цифровом виде

Звук представляет собой аналоговый сигнал, непрерывный во времени и принимающий произвольные неограниченные величины. Сигналы, которыми оперирует цифровая техника, являются дискретными и принимают конечное число значений. Для того, чтобы иметь возможность передавать, хранить и обрабатывать звук посредством цифровой техники необходимо преобразование его цифровой вид - квантование.

При квантовании с аналогового сигнала производятся выборки через определенные промежутки времени (временное квантование), а затем сопоставление каждой выборке конечной дискретного значения — цифрового кода (квантование величины). Такое представление имеет название импульсно–кодовая модуляция (ИКМ). Обратное преобразование производится в обратном порядке: цифровое представление → сопоставление коду действительной величины → интерполяция отсчетов → аналоговый сигнал.

Многие системы сжатия звука имеют механизмы адаптации к характеру звука посредством изменения параметров и алгоритмов кодирования.

Основные механизмы:

- Изменение размера и формы окна анализа.

- Выбор кодовых книг для упаковки коэффициентов. В различном виде присутствует практически по всех кодеках.

- Выделение и раздельное кодирование шума.

- Экстраполяция спектра и кодирование гармоник.

- Адаптивное линейное предсказание и кодирование ошибки. (LPC, FLAC).