CN102819459A - 一种多媒体操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多媒体操作系统，包括有多媒体进程管理模块、多媒体内存管理模块、以及多媒体IO管理模块；其中，该三个模块均包括有管理算法、自适应机制和模块间通信三个部分，三个模块针对多媒体应用系统程序的特点，各自提供针对性的进程调度、内存管理和IO管理，将系统硬件资源提供给应用程序使用。本发明多媒体操作系统通过操作系统内核特定的进程管理、内存管理、IO管理机制，多媒体应用和系统能更加充分的利用系统资源，使运行其上的多媒体应用得到更好的资源配置，更好的发挥作用，对外提供更好的多媒体服务。

Description

一种多媒体操作系统

技术领域

本发明涉及计算机操作系统与多媒体应用技术领域，尤其涉及一种针对多媒体应用优化的多媒体操作系统。

背景技术

随着信息技术的发展，多媒体应用与系统在日常生活中的使用的越来越广泛。多媒体技术一般会涉及到图形图像、音频、视频等多种信息的综合处理。多媒体应用自身具有一定的特点，如：数据吞吐量大，计算量较大，一定的实时性需求等，其具有特殊性。

传统的操作系统对于各种资源的调度管理都是基于公平合理，对所有的应用和服务同等对待，目的在于维持系统的稳定，保证系统各项作业均完整有序完成。传统的操作系统需要具有一般性，普遍服务于各种平台和应用场景，不会特定针对某种或者某一应用而专门优化。然而随着多媒体技术的发展，其对操作系统有了越来越多的需求，也越来越表现出对传统操作系统的不适应。大计算量和大数据量对应着高复杂度的算法和高复杂度的存储，在多媒体应用的算法和存储本身已经优化到一定程度的时候，性能的瓶颈往往存在于应用所运行的操作系统。这要求操作系统在系统层的调度和管理方面，对多媒体应用提供更好的支持，助其突破性能的瓶颈，然而这些都是是传统操作系统无法做到的。

故，针对上述现有技术存在的缺陷，有必要针对多媒体应用的特点，对操作系统进行研究开发，以提高多媒体应用效率和性能为目标，提供专门为多媒体应用和系统定制的操作系统，以提供高效的多媒体服务。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多媒体操作系统，以使得运行于其上的多媒体应用得到更好的资源配置，更好地发挥作用，对外提供更好的多媒体服务。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种多媒体操作系统，包括有多媒体进程管理模块、多媒体内存管理模块、以及多媒体IO管理模块；其中，该三个模块均包括有管理算法、自适应机制和模块间通信三个部分，三个模块针对多媒体应用系统程序的特点，各自提供针对性的进程调度、内存管理和IO管理，将系统硬件资源提供给应用程序使用。

进一步地，所述多媒体进程管理模块管理调度系统中的多媒体应用进程和其他进程，提高多媒体应用程序的优先级，使多媒体应用进程优先获得CPU资源，提高多媒体程序的效率。

进一步地，所述多媒体内存管理模块用于处理内存的分配与回收，内存紧张的情况下保留内存以供多媒体应用程序使用，以提高内存的复用性，减少新内存块的分配与频繁回收。

进一步地，所述多媒体IO管理模块用于管理系统IO、磁盘资源、以及文件系统。

本发明的另一技术方案为：

提供一种多媒体操作系统的应用方法，包括如下步骤：

开始运行，多媒体操作系统为多媒体应用提供优化的资源调度；

根据多媒体应用在运行过程中体现出的具体现象，分析并记忆下其特征，对调度策略进行调整；

根据多媒体应用在新的调度环境下体现出性能、效率等参数的变化反馈信息，进一步调整，在多媒体应用与多媒体操作系统的互动下，使多媒体应用一直在适合自身特点的调度下运行，很好地发挥多媒体应用的性能。

本发明多媒体操作系统通过操作系统内核特定的进程管理、内存管理、IO管理机制，多媒体应用和系统能更加充分的利用系统资源，使运行其上的多媒体应用得到更好的资源配置，更好的发挥作用，对外提供更好的多媒体服务。

附图说明

图1是本发明的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明多媒体操作系统立足于多媒体应用的特征，通过操作系统内核特定的进程管理、内存管理、IO管理机制，使运行其上的多媒体应用得到更好的资源配置，更好的发挥作用，对外提供更好的多媒体服务。

请参照图1所示，本发明多媒体操作系统包括有多媒体进程管理模块、多媒体内存管理模块、以及多媒体IO管理模块。其中，该三个模块相对独立，协同工作，一起组成多媒体操作系统内核的核心部分。而该三个模块均包括有管理策略（算法）、自适应机制和模块间通信三个部分。多媒体进程管理模块、多媒体内存管理模块和多媒体IO管理模块针对多媒体应用系统程序的特点，各自提供针对性的进程调度策略、内存管理策略和IO管理策略，将系统硬件资源提供给应用程序使用，这些策略均提供参数对其进行动态调整。当应用程序开始运行时，其行为信息、数据和指令完全暴露在操作系统核心下，此时三个模块中的自适应机制各自收集应用程序的行为信息反馈，综合判断，动态调整上述各个策略的参数，从而调整管理策略，进而影响到应用程序的运行情况。通过收集记忆和调整，使策略的效果最佳，使应用程序性能更好。三个模块中任一一个模块的管理策略、自适应机制在判断调整算法中，均会参考其他两个模块共享的参数和相关信息，来调整自身的参数。由此三个模块实现模块间通信，在相对独立地完成自身功能的同时兼顾其他模块的关键信息。

所述多媒体进程管理模块管理调度系统中的进程，包括多媒体应用进程和其他进程，与传统操作系统的进程管理相比，在进程调度中，内核提高多媒体应用程序的优先级，使多媒体应用进程优先获得CPU资源，提高多媒体程序的效率；对有实时性需求的多媒体应用进程，内核增加其时间片的值，使其更久地占用CPU资源，以提供及时的对外响应，满足其实时性需求。而针对多媒体应用对CPU资源使用的特点，使用符合其特点的调度策略为其分配计算资源，同时操作系统对应用的特点和其对应的策略有记忆、收集“反馈”、调整的自适应过程，以使策略达到最佳效果。

所述多媒体内存管理模块用于处理内存的分配与回收，内核对多媒体应用提供较为宽松的内存管理，优先获得资源与相对较晚回收资源，内存紧张的情况下保留内存以供多媒体应用程序使用，而从不主动回收多媒体应用程序使用的内存。由此提高内存的复用性，减少新内存块的分配与频繁回收，提高效率；针对特殊应用对大块内存的使用，内核尽量分配连续的区域满足其需求，使其更有效率；减少在内存管理中出现缺页的次数，以避免过多的系统消耗成为多媒体应用效率的瓶颈。另外，针对多媒体应用对内存资源使用的特点，使用符合其特点的分配回收策略为其管理内存，同时操作系统对应用的特点和其对应的策略有记忆、收集“反馈”、调整的自适应过程，以使策略达到最佳效果。

所述多媒体IO管理模块用于管理系统IO、磁盘资源、以及文件系统等，内核针对多媒体应用使用磁盘和内存数据的特点，采取预判预读入、整体读入和记忆读入等针对性的IO策略，提高IO效率；而对具有一般性、代表性的多媒体数据存储特征，优化文件系统，根据多媒体数据的特征，如帧大小，文件类型等，修改文件系统数据结构和算法，使得多媒体数据的存储更加贴近多媒体应用处理时的存储需求；针对多媒体应用对磁盘等IO资源使用的特点，使用符合其特点的调度管理策略为其管理IO，同时操作系统对应用的特点和其对应的策略有记忆、收集“反馈”、调整的自适应过程，以使策略达到最佳效果。

本发明建立有策略自适应机制，即在资源调度策略和应用之间建立记忆-反馈-调整的自适应机制，对为多媒体应用服务的各种资源的调度策略进行动态调整，使之更好的为多媒体应用服务，提高多媒体应用的效率。

应用时，主要步骤如下：

（1）多媒体应用（简称：应用）开始运行，多媒体操作系统为应用提供优化的资源调度；

（2）多媒体操作系统根据应用在运行过程中体现出的具体现象，分析并记忆下其特征，对调度策略进行调整；

（3）应用在新的调度环境下体现出性能、效率等参数的变化，多媒体操作系统根据此类“反馈”信息，进一步调整策略；

（4）在应用与多媒体操作系统的互动下，使应用一直在适合自身特点的调度策略下运行，将应用的性能发挥到最优。

本发明通过操作系统内核特定的进程管理、内存管理、IO管理机制，多媒体应用和系统能更加充分的利用系统资源，使运行其上的多媒体应用得到更好的资源配置，更好的发挥作用，对外提供更好的多媒体服务。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多媒体操作系统，其特征在于：包括有多媒体进程管理模块、多媒体内存管理模块、以及多媒体IO管理模块；其中，该三个模块均包括有管理算法、自适应机制和模块间通信三个部分，三个模块针对多媒体应用系统程序的特点，各自提供针对性的进程调度、内存管理和IO管理，将系统硬件资源提供给应用程序使用。

2.如权利要求1所述多媒体操作系统，其特征在于：所述多媒体进程管理模块管理调度系统中的多媒体应用进程和其他进程，提高多媒体应用程序的优先级，使多媒体应用进程优先获得CPU资源，提高多媒体程序的效率。

3.如权利要求2所述多媒体操作系统，其特征在于：所述多媒体内存管理模块用于处理内存的分配与回收，内存紧张的情况下保留内存以供多媒体应用程序使用，以提高内存的复用性，减少新内存块的分配与频繁回收。

4.如权利要求3所述多媒体操作系统，其特征在于：所述多媒体IO管理模块用于管理系统IO、磁盘资源、以及文件系统。

5.一种多媒体操作系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

开始运行，多媒体操作系统为多媒体应用提供优化的资源调度；

根据多媒体应用在运行过程中体现出的具体现象，分析并记忆下其特征，对调度策略进行调整；

根据多媒体应用在新的调度环境下体现出性能、效率等参数的变化反馈信息，进一步调整，在多媒体应用与多媒体操作系统的互动下，使多媒体应用一直在适合自身特点的调度下运行，很好地发挥多媒体应用的性能。