分布式多媒体软件系统的时间特性分析技术

论文摘要

随着计算机性能的不断提高及网络设备和相关技术的发展,分布式多媒体应用逐渐走入实用阶段。分布式多媒体应用是多媒体技术和网络技术相结合的产物,以其友好的人机交互界面、丰富的内容、强大的功能等特点而备受关注。然而,在分布式多媒体系统的设计过程中,如何分析系统的时问特性,以保证系统满足对其的服务质量需求是一个难以解决的问题,本文对这一问题的解决方法进行了探讨。 本文根据系统的一般设计过程,提炼了一种基于时间特性分析的设计方法。该方法首先将对系统的服务质量需求映射为系统的外部约束,之后将系统的外部约束映射为任务的时间约束,因此保证了设计出的系统满足对其的服务质量需求。 之后,本文借鉴实时系统的任务图模型,提出了适于对分布式多媒体系统进行时间特性分析的任务图模型。该模型使用有向图对系统进行建模,并将任务抽象为有向图中的节点,每个节点具有不同的属性以表示不同的任务;将任务间的关系用有向图中的边来表示,边的属性用来表示关系的特性。 在任务图模型的基础上,本文对系统及任务的时间特性进行了研究。本文将时间特性分为执行速率和时间间隔两类,并分别研究了在设计阶段任务及系统的这两种时间特性的计算方法。由于在设计阶段系统有许多未知参数,因而在对执行速率的研究中,本文分情况讨论了在不同已知条件下执行速率的计算方法。在对时间间隔的研究中,本文在分析了单输入通道任务的开始时间上界的基础上,提出了时间间隔分析算法,并讨论了调度算法对该算法的影响。 在文章的最后介绍了我们设计和实现的一个嵌入式实时音视频处理系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 研究背景
• §1.2 QoS简介
• 1.2.1 QoS定义
• 1.2.2 QoS参数
• 1.2.3 分布式多媒体应用的QoS性能参数
• §1.3 分布式多媒体系统的设计
• 1.3.1 分布式多媒体系统的运行环境和时间约束
• 1.3.2 分布式多媒体系统的设计难题
• 1.3.3 国内外研究现状
• §1.4 研究内容及文章结构
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 文章结构
• 第二章 实时系统任务调度理论及实时特性分析
• §2.1 实时系统及实时任务调度
• 2.1.1 实时系统概述
• 2.1.2 实时任务调度及调度算法
• 2.1.3 实时调度研究历程
• §2.2 实时系统中的时间相关特性
• 2.2.1 事件
• 2.2.2 任务级的时间约束
• §2.3 本章小结
• 第三章 基于时间特性分析的设计方法
• §3.1 基本步骤
• §3.2 分布式多媒体系统的时间约束
• 3.2.1 分布式多媒体系统的QoS需求
• 3.2.2 QoS需求映射到系统外部时间约束
• 3.2.3 系统外部时间约束的分类
• §3.3 设计满足外部时间约束的系统的方法
• 3.3.1 系统行为及相关属性
• 3.3.2 任务划分
• 3.3.3 外部时间约束映射到内部时间约束
• §3.4 本章小结
• 第四章 任务图模型
• §4.1 任务图
• 4.1.1 基本概念
• 4.1.2 任务图的解析表示
• 4.1.3 任务图的分层
• §4.2 任务图模型中的任务
• 4.2.1 任务的建模
• 4.2.2 任务的类型与行为
• §4.3 本章小结
• 第五章 执行速率计算方法
• §5.1 问题描述
• §5.2 基本思想
• 5.2.1 执行速率基本计算公式
• 5.2.2 计算执行速率的基本规则
• §5.3 执行速率的计算方法
• 5.3.1 单输入通道任务的执行速率的计算
• 5.3.2 多输入通道任务的执行速率的计算
• 5.3.3 任务执行时间的上界的计算
• 5.3.4 速率计算过程中需要说明的问题
• §5.4 本章小结
• 第六章 时间间隔分析算法
• §6.1 问题描述
• §6.2 相邻任务的时间间隔的分析
• §6.3 任意两个任务时间间隔的分析
• 6.3.1 仅含与任务的情况
• 6.3.2 仅含或任务的情况
• 6.3.3 时间间隔分析算法
• §6.4 调度算法对时间间隔分析算法的影响
• 6.4.1 调度算法对与任务的影响
• 6.4.2 调度算法对或任务的影响
• 6.4.3 考虑调度算法影响的时间间隔分析算法
• §6.5 本章小结
• 第七章 嵌入式实时音视频处理系统的设计与实现
• §7.1 嵌入式实时音视频处理系统概述
• §7.2 嵌入式实时音视频处理系统设计
• 7.2.1 软件模块划分
• 7.2.2 系统外部约束分析
• 7.2.3 系统任务划分
• 7.2.4 各任务执行速率的计算
• 7.2.5 时间间隔的计算
• §7.3 嵌入式实时音视频处理系统实现
• 7.3.1 系统框架
• 7.3.2 数据采集子系统的设计和实现
• 7.3.3 压缩子系统的设计和实现
• 7.3.4 传输子系统的设计和实现
• §7.4 系统运行报告
• §7.5 本章小结
• 第八章 结束语
• §8.1 研究工作总结
• §8.2 下一步的工作
• 作者攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 参考文献