Связь на основе потоков данных

Модели взаимодействия, обсуждавшиеся выше, касались обмена более или менее независимыми, законченными порциями информации. Примерами таковых являются запросы и обращения к процедурам, ответы на подобные запросы и обмен сообщениями между приложениями в системах очередей сообщений. Характерной чертой подобного взаимодействия является его индифферентность к тому, в какой конкретно момент времени оно происходит. Несмотря на то, работает система очень быстро или очень медленно, это никак не сказывается на корректности ее работы.

Однако существуют формы взаимодействия, в которых временные характеристики имеют решающее значение. Рассмотрим, например, поток аудиоданных, состоящий из последовательности 16-битных выборок, каждая из которых представляет собой амплитуду звуковой волны в импульсно-кодовой модуляции. Предположим также, что поток аудиоданных имеет качество компакт-дисков, а это значит, что исходный звук был оцифрован с частотой 44 100 Гц. Для воспроизведения звука необходимо, чтобы выборки аудиопотока проигрывались в том же порядке, в котором они представлены в потоке данных, и с интервалами, ровно по 1/44100 с. Воспроизведение с другой скоростью создаст неверное представление об исходном звуке.

В этом разделе мы рассмотрим вопрос о том, какие средства могут предложить нам распределенные системы для работы с информацией, критичной к временным характеристикам передачи, такой как видео- и аудиопотоки.

Поддержка непрерывных сред

Поддержка обмена критичной к временным характеристикам передачи информации часто сводится к поддержке непрерывных сред. Под средой понимается то, что несет информацию. Сюда могут входить среды передачи и хранения, среда представления, например монитор, и т. д. Важнейшая характеристика среды — способ представления информации. Другими словами, как информация кодируется в компьютерной системе? Для различных типов информации используются различные представления. Так, текст обычно кодируется символамиASCIIилиUnicode. Изображения могут быть представлены в различных форматах, напримерGIFилиJPEG. Аудиопотоки в компьютерных системах могут кодироваться, например, с помощью 16-битных выборок, использующих импульсно-кодовую модуляцию.

В непрерывной среде представления (continuous representation media) временные соотношения между различными элементами данных лежат в основе корректной интерпретации смысла данных. Мы уже давали пример получения звука при воспроизведении аудиопотока. В качестве другого примера рассмотрим представление движения. Движение может быть представлено в виде серии картинок, причем последовательно идущие картинки должны воспроизводиться в течение одинакового срокаT, обычно составляющего 30–40 мс на картинку. Правильное воспроизведение требует не только показа картинок в нужной последовательности, но и поддержания постоянной частоты показа — 1/Tкартинок в секунду.

В отличие от непрерывной среды дискретная среда представления (discrete representation media), характеризуется тем, что временные соотношения между элементами данных не играют фундаментальной роли в правильной интерпретации данных. Типичными примерами дискретной среды являются представления текста и статических изображений, а также объектный код и исполняемые файлы.