支持qos的操作系统框架的研究

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1、支持OoS的操作系统框架的研究石柯（华中科技大学计算机科学与技术学院，武汉430074）E-maiI：keshi@maiI.hust.edu.cn摘要视频会议、V0D、数字图书馆等实时多媒体应用要求计算机系统的资源管理者-操作系统必须支持OoS。该文提出了一种支持OoS的操作系统框架，该框架包括了资源的静态管理和动态管理策略，支持OoS需求到资源需求的转换、映射，支持允许控制、资源预留、动态调度与维护机制。文章对支持OoS所需的几个关键子系统进行了深入的研究，包括满足OoS需求的CPU调度算法、存储管理策略、磁盘I/0调度方法和网络接口的控制。关键词OoS操作系统CPU调度磁盘I

2、/0文章编号1002-8331-（2002）07-0110-03文献标识码A中图分类号TP316ResearchonOperatingSystemFrameworktoSupportOoSShiKe（HuazhongUniversityofScienceandTechnoIogy，Wuhan430074）Abstract：SupportingOuaIityofService（OoS）reguirementsformuItimediaappIicationssuchasV0D，videoconferenceanddigitaIIibrarypIacessignificantdema

3、ndson0peratingSystemsasaresourcemanagerformanagingendsystemresources.AoperatingsystemframeworksupportingOoSispresentedinthispaper，whichincIudespoIiciesforstaticanddynamicresourcemanagementandsupportsOoStransIation，admissioncontroI，resourcereservationandmaintainence.ThekeyissuesinvoIvedinvario

4、ussubsystems（CPUscheduIer，Memory，NetworkInterface，DiskI/0）towardsmeetingtheseOoSreguirementsarediscussedindetaiI.TheapproriatemethodandimpIementationforthesubsystemsaredeveIoped.Keywords：OoS，0peratingSystem，CPUScheduIe，DiskI/01前言多媒体应用的OoS要求，充分地利用资源。随着计算机技术的飞速发展，诸如视频点播、视频会议、数字图书馆、虚拟现实等多媒体应用越来越

5、普及。由于这类多媒2支持OoS的操作系统的功能及处理流程体应用必须在特定的时间段内传送特定数量的媒体流信息，它支持OoS的操作系统必须实现OoS需求的动态协商功要求端系统和网络系统都必须支持OoS[1，2]。作为端系统计算机能，其处理流程如图1所示。从图1中可以看出支持OoS的操资源的管理者-操作系统也必须支持OoS。作系统必须具有OoS需求转换、允许控制和OoS需求维护功一般来说，运行在操作系统之上的这类应用具有如下所述能。OoS需求转换将应用程序的OoS需求转换为对各种系统资的特点[3]。源的需求并参数化，如一个视频流片段的传送时延可以被细分（1）实时性要求。系统必须提供一定

6、的资源保证应用在指为CPU时延、磁盘读取时延和网络传送时延，并进一步确定应定的时间期限之前完成。用程序线程调度的期限、磁盘读取命令的最晚完成时间和网络（2）一个应用需要多种资源。以视频应用为例，维持一个视传送命令的最晚完成时间。允许控制根据OoS需求和当前系频流需要一定的CPU时间片、内存空间、I/0带宽和网络带宽。统资源的利用情况，确定系统是否能够满足应用程序的OoS（3）资源的需求是动态变化的。该类多媒体应用的资源需需求，如果能就允许应用程序进入系统运行，否则就拒绝应用求无法事先确定，而且在其运行期间不断变化，因此操作系统程序进入系统运行。允许控制根据已经参数化的OoS需求测

7、必须支持OoS的动态协商机制。试系统中CPU、内存、磁盘和网络等各种资源能否满足OoS需（4）资源的可用性是动态变化的。由于多个应用同时运行，求。维护则是监控系统中各应用程序的实际执行情况和资源使资源的利用情况也在不断变化，操作系统必须动态维护资源的用情况，如果出现某程序的OoS需求不能被满足的情况就要可用性信息。（5）具有一定程度的自适应性。在资源紧张时，多媒体应用重新启动与该程序的OoS需求的协商过程。操作系统必须具可以降低服务质量以维持服务，待资源充足时再回复原质量。备支持