Diplomarbeit - Operating Systems Group - Technische Universität ...

3.8. SCHWANKUNGSBESCHRÄNKTE DATENSTRÖME 31
2
1
3 2
1
Planungsausschnitt
1
1
Zyklus
2 3 2
1 1 1 1
Abbildung 3.9: Plan zur Auftragsgenerierung
steht, wird durch das festgelegte Datenlayout bestimmt. Die Einhaltung dieses Zeitraums wird durch das
Dateisystem durchgesetzt, d.h. die Puffer sind meistens nicht vollständig gefüllt. Für das Schreiben der
Daten aus dem Puffer werden dann die Slots verwendet, die für diesen Datenstrom nach dem Zeitpunkt des
Zurückholens des Puffers reserviert sind.
3.8 Schwankungsbeschränkte Datenströme
Durch die beschriebene Vorgehensweise beim Lesen der Datenströme werden diese mit einer konstanten
Bandbreite geliefert. Reale Datenströme weisen jedoch häufig Schwankungen der Datenrate auf, z.B. durch
Kompressionsverfahren wie MPEG. Diese Schwankungen können bis zu einem gewissen Punkt durch eine
Pufferung ausgeglichen werden. Datenströme, bei denen ein derartiger Ausgleich möglich ist, können auch
als schwankungsbeschränkte Datenströme bezeichnet werden.
Für den Ausgleich der Schwankungen ist die Verwendung von zusätzlichem Pufferspeicher notwendig.
Durch die Admission Control wird eine Datenmenge bestimmt, die bereits vor dem Start der eigentlichen
Bearbeitung des Datenstroms gelesen werden muß. Die Bedienung des Datenstroms erfolgt durch das
Dateisystem anhand der mittleren Bandbreite des Datenstroms. Durch die Schwankungen beim Lesen des
Datenstroms seitens der Anwendung wird der Vorlauf, der durch das Voraus-Lesen der Daten entstanden
ist, nach und nach aufgebraucht.
Da das Lesen der Daten von der Festplatte auch bei schwankungsbeschränkten Strömen mit einer konstanten
Bandbreite erfolgt, können die bisher vorgestellten Verfahren für die Planung der SCSI-Aufträge
weiterhin verwendet werden. Für die Übertragung der Puffer an die Anwendung müssen die Schwankungen
der Datenrate jedoch berücksichtigt werden. Abbildung 3.10 stellt die entsprechende Situation dar.
Aufgrund der Abweichung von der mittleren Bandbreite beim Lesen der Daten ergibt sich ein Bereich,
in dem sich der Lesezeiger der Anwendung befinden kann. Durch die verwendete Strombeschreibung ist
jedoch nicht bekannt, an welcher Stelle sich die Anwendung genau befindet, so daß die obere und untere
Grenze dieses Bereichs über den kompletten Zeitraum berücksichtigt werden muß. Das Intervall, für das
ein Puffer der Anwendung zur Verfügung stehen muß, ergibt sich dann aus der Betrachtung der möglichen
Grenzfälle. Dies ist für den Beginn des Intervalls wenn die Anwendung mit dem Lesen um den maximal
erlaubten Wert voraus ist, für das Ende des Intervalls falls die Anwendung um den erlaubten Wert hinterher
ist. Das Intervall ist dann durch diese beiden Werte sowie die Verweildauer des Puffers bei der Anwendung
bestimmt.