W programowaniu wielowątkowym zdarza się bardzo wiele problemów, wynikających z tego, że program wykonuje się współbieżnie w wielu wątkach naraz i niestety istnieje potrzeba dostępu do współdzielonych zasobów oraz sygnalizacji pewnych zdarzeń. Deadlockami straszą rozmaite podręczniki o programowaniu a za nimi wykładowcy zajęć z programowania wielowątkowego czy systemów operacyjnych. Zupełnie niepotrzebnie, bo w programowaniu wielowątkowym dużo poważniejsze problemy powodują rozmaite wyścigi, jeśli programista zapomniał o umieszczeniu gdzieś sekcji krytycznej, albo tzw. lockouty, wynikające często z braku (lub błędu) sygnalizacji, a na deser pozostają problemy powstałe przez nieodpowiedzialne pląsanie po stercie procesu, współdzielonej przecież przez wszystkie wątki, czyli heap corruption. Deadlock w katalogu wszystkich bugów wydaje się najmniejszym zmartwieniem. Tutaj z reguły wystarczającym rozwiązaniem jest uruchomienie debuggera i skorzystanie z oczu.
Śledzenie zużycia pamięci
Obecnie programiści dużo rzadziej zwracają uwagę na to, ile pamięci zużywa aplikacja, nad którą pracują. Komputery osobiste mają gigantyczne zasoby RAMu, spokojnie wystarczające do obsługi zasobochłonnych aplikacji, głównie gier. Pamięć wirtualna pozwala z kolei uwolnić się od zmartwień o pamięć fizyczną, ot najwyżej dysk będzie trochę chrobotał od czasu do czasu. Programiści z kolei mają dodatkowo do dyspozycji języki programowania, w których praktycznie wcale nie muszą się martwić o zarządzanie pamięcią. Problem poprawnej alokacji i dealokacji załatwiają przeróżne garbage collectory.
Są jednak takie obszary, w których programiści muszą się liczyć z ograniczonymi zasobami. Jednym z takich obszarów jest oprogramowanie serwerowe, szczególnie takie, które w założeniu musi być wysokowydajne, na przykład takie, które relizuje strumieniowanie multimediów. Aplikacja musi utrzymywać po swojej stronie znaczne bufory na ramki wideo dla poszczególnych plików/kanałów. Zbyt wielu użytkowników naraz i nagle pamięć fizyczna ulega wyczerpaniu, co doprowadza do swap’owania aktualnie nieużywanych stron pamięci na dysk. To z kolei powoduje olbrzymi spadek wydajności aplikacji i może doprowadzić do problemów z funkcjonowaniem usług.
Drugim obszarem są systemy wbudowane (embedded). Z reguły zasoby takich komputerów są mocno ograniczone i o rzędy wielkości mniejsze, niż zasoby komputerów osobistych. Mimo, że w wielu architekturach jednostka zarządzania pamięcią (MMU – Memory Management Unit) jest dostępna i wykorzystywana przez system, to może się okazać, że nie ma co liczyć na swap. Ale nierzadko MMU zwyczajnie nie ma, a pamięć fizyczna jest adresowana wprost. Wtedy zarządzanie pamięcią staje się jednym z kluczowych zadań – programista nagle zaczyna zwracać uwagę na takie subtelności, jak wielkość pliku wykonywalnego, wielkości bibliotek, rozmiary stosów, alokacje statyczne podczas inicjalizacji.
Niezależnie od charakteru tworzonej aplikacji, zawsze warto wiedzieć, jak sprawdzić zużycie pamięci przez proces, stąd kilka rad.
DCT – fundament kompresji wideo
DCT to skrót od Discrete Cosine Transform – czyli dyskretna transformacja kosinusowa. Jest podstawą wielu koderów obrazu i wideo, przede wszystkim ciągle najszerzej stosowanego kodera do zdjęć JPEG, a ponadto koderów wideo MPEG-1, MPEG-2, VC-1, H.263. Popularny H.264 używa wariantu DCT pod nazwą Integer Transform, czasem zwaną ICT (Integer Cosine Transform). Transformacja ta w skrócie, (podobnie jak inne transformacje, na przykład oparte o falki) pozwala na pewnego rodzaju rozkład obrazu na składowe o „różnym stopniu szczegółowości”. Masło maślane, więc w dalszej części postaram się wyjaśnić o co chodzi z DCT i przy okazji jak działają współczesne kodery obrazu działające wg schematu transformacja ↣ kwantyzacja ↣ kodowanie entropijne. Czytaj dalej DCT – fundament kompresji wideo