1.4 Зв’язок на основі потоків даних

Розглянемо, які засоби можуть використовуватися розподіленими сис- темами для роботи з інформацією, критичною до часових характеристик передачі, зокрема з відео- та аудіопотоками.

1. Підтримка безперервних середовищ

Підтримка обміну критичною до часових характеристик передачі інфор- мацією часто зводиться до підтримки безперервних середовищ. Під середо- вищем розуміють те фізичне середовище, що несе інформацію. Найважли- віша характеристика середовища – спосіб представлення інформації.

Безперервне середовище представлення (continuous representation media) – це часові співвідношення між різними елементами даних, які лежать в основі коректної інтерпретації змісту даних.

Приклад. Одержання звуку під час відтворення аудіопотоку.

Дискретне середовище представлення (discrete representation media) характеризують тим, що часові співвідношення між елементами даних не відіграють суттєвої ролі у правильній інтерпретації даних.

Приклад. Типовими прикладами дискретного середовища є представ- лення тексту і статичні зображення, а також об’єктний код і файли, які вико- ристовуються.

Потік даних. Для обміну критичною до часу передачі інформацією роз- поділені системи зазвичай надають підтримку потоків даних (data streams або просто streams), послідовності елементів даних.

Потоки даних використовують як для дискретного, так і для безперерв- ного середовища представлення. Для підтримки часових характеристик часто доводиться обирати між різними режимами передачі.

Асинхронний режим передачі (asynchronous transmission mode) полягає в тому, що елементи даних передаються в потік один за одним, але на їх подальшу передачу жодних обмежень за часовими характеристиками не вво- диться. Такий режим використовується для дискретних потоків даних.

Синхронний режим передачі (synchronous transmission mode) полягає в тому, що для кожного елемента в потоці даних визначається максимальна затримка наскрізної передачі. Якщо елемент даних був переданий значно швидше від максимально допустимої затримки, то це не впливає на процес його передачі, а якщо затримка більша ніж максимально допустима, то еле- мент буде втрачено.

Приклад. Так датчик може з певною частотою вимірювати температу- ру й пересилати ці дані мережею оператору. В цьому разі часові характерис- тики можуть становити інтерес, якщо час наскрізного проходження сигналу мережею гарантовано нижчий, ніж інтервал між вимірами, але нікому не за- шкодить, якщо виміри передаватимуть значно швидше, ніж це дійсно необ- хідно.

Ізохронний режим передачі (isochronous transmission mode) полягає в тому, що необхідно, щоб усі елементи даних передавалися вчасно, тобто передачу даних обмежено максимальною затримкою, у цьому режимі наявні також мінімально допустимі затримки, які називають граничним трем- тінням. Ізохронний режим передачі становить інтерес для розподілених систем мультимедіа, оскільки відіграє суттєву роль у відтворенні аудіо- і відеоінформації.

Потоки даних можуть бути простими або комплексними.

Простий потік даних (simple stream) містить лише одну послідов- ність даних.

Комплексний потік даних (complex stream) охоплює декілька зв’язаних простих потоків, які називають вкладеними потоками даних (substreams). По- тік даних іноді може розглядатися як віртуальне з’єднання між джерелом і приймачем, а джерело або приймач може бути процесом або пристроєм.

Приклад. У процесі передачі даних через мережу процес-джерело може читати дані з аудіофайлу й пересилати їх байт за байтом мережею. Приймач може бути процесом, який вибирає байти й передає їх на локальний пристрій звуковідтворення, як зображено на рис. 3.7, а. Натомість, у розподі- лених мультимедійних системах можна реалізувати пряме з’єднання між джерелом і приймачем. Відеопотік, створюваний ка- мерою, може прямо передаватися на дисплей, як показано на рис. 3.7, б.

Камера

Мережа

а

Дисплей