【摘要】
近年来，我国致力于推动宽带通信网、数字电视网和下一代互联网的融合，即三网融合。这一融合要求各种网络在技术上相互融合，在网络层面上实现互通，并在应用层面上达成协议的一致性。尽管政府在政策上对数字电视的推广给予了大力支持，但数字电视产业仍然面临着严峻的挑战。本文主要以数字电视软件为出发点，针对数字电视产业链中的核心部分——数字电视终端进行研究，重点关注资源管理和业务服务质量。
为了保障服务质量和提高软件复用能力，我们设计了一种名为SOOAT的开放式软件架构。在这个架构中，我们构建了基础构件，并为业务服务质量（QoS）提供基础保障。本文依托于“十一五”国家科技支撑计划的相关课题，完成了以下创新性工作：
1) 提出了一种数字电视业务的QoS模型，实现在终端层面基于QoS的业务调度。我们定义了QoS合同，统一了QoS规范，并在基础软件层中加入了QoS机制，包括QoS协商和QoS映射。在资源管理中，我们把音视频设备和通用资源分开调度，并首次将内存带宽作为可调度资源，实验显示并发处理能力提升了大约一倍。
2) 引入了INTENT机制，提出了功能资源模型。通过INTENT，业务可以表达其功能意图，而资源管理构件会根据这个模型将INTENT转化为一组资源集合，调度相关设备以支持业务。INTENT机制降低了业务与设备之间的耦合，保证了设备的安全性，同时在多业务并发环境中，解决了资源访问冲突问题，提供了更安全、简洁的解决方案。
3) 我们实现了统一的内存管理模型，并为嵌入式环境设计了一种动态内存分配算法，即HHSF算法，具有O(1)的时间复杂度。通过共享内存技术，我们动态协调数字电视终端中不同类型的内存区域，根据业务需求变化调整内存分配方向，从而支持终端开展多样化的服务。
4) 设计了数字电视业务的多样化组织、分发和存储策略。我们引入了两种业务组织形式，保持与Web的兼容性，并提供了多种分发策略，允许用户灵活选择分发信道。根据业务类型和性能指标的差异，我们在终端实现了差异化的存储方案。
本文的研究成果为数字电视行业提供了一套可行的软件架构参考方案，涵盖了从QoS管理到资源调度、内存分配以及业务组织和存储等多个关键环节，对提升数字电视终端的性能和服务质量有着重要的理论与实践意义。
关键词：软件架构；服务质量；构件；数字电视；资源管理；内存分配算法
【正文】
本研究深入探讨了面向业务的终端软件开放式架构，特别是在数字电视领域。首先，我们认识到QoS（服务质量）在保证用户体验和系统稳定性上的重要性。因此，我们提出了一个针对数字电视业务的QoS模型，该模型允许在终端层面进行基于QoS的业务调度，确保服务质量的同时，优化了资源利用效率。
其次，我们引入了INTENT机制，这是一种创新的功能资源模型。通过INTENT，业务能够声明其所需的功能，而不是直接访问硬件资源，这减少了业务和硬件的直接交互，提高了安全性并简化了资源管理。此外，INTENT机制在多任务并发环境中有效解决了资源访问冲突问题，提供了更高效的资源调度策略。
在内存管理方面，我们设计了一个统一的内存管理系统，以适应嵌入式环境的需求。特别是，我们提出了一种名为HHSF的动态内存分配算法，它能够在复杂度为O(1)的情况下高效地分配内存，保证了内存的高效利用和终端运行的稳定性。
最后，我们关注了数字电视业务的组织、分发和存储。为了满足不同类型和规模的业务需求，我们提出了多种业务组织形式，并结合Web标准，实现了与之兼容的业务存储策略。此外，我们还提供了灵活的分发策略，允许用户根据实际需求选择合适的分发通道，进一步优化了用户体验。
总的来说，本文的研究成果为数字电视行业提供了一整套软件解决方案，覆盖了从底层的QoS管理、资源调度，到上层的内存管理和业务处理等多个层面，旨在提升数字电视终端的综合性能和适应性。这些研究成果不仅有助于推动数字电视技术的进步，也为其他领域的终端软件设计提供了有益的参考。
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