Bài giảng Hệ điều hành: Chương 1 Giới thiệu hệ điều hành, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các thành phần của hệ thống máy tính; Khái niệm hệ điều hành; Các dịch vụ do hệ điều hành cung cấp; Phân loại hệ điều hành; Quá trình phát triển và một số khái niệm quan trọng; Cấu trúc hệ điều hành. Mời các bạn cùng tham khảo!
HỆ ĐIỀU HÀNH 1 Giới thiệu Liên hệ: duynn@ptithcm.edu.vn Giáo trình - Tài liệu tham khảo: [1] Từ Minh Phương, Bài giảng Hệ điều hành, Học viện Cơng nghệ Bưu viễn thơng, (2010) [2] A Silberschatz, P.B Galvin, G Gagne Operating System Concepts, John Wiley & Sons (2008) Yêu cầu môn học Đánh giá môn học: Chuyên cần: 10%, Thực hành: 10%, Kiểm tra kỳ: 10%, Kiểm tra cuối kỳ: 70% Nội dung môn học Chương 1: Giới thiệu hệ điều hành Chương 2: Hệ thống file Chương 3: Quản lý tiến trình Chương 4: Quản lý nhớ Chương GIỚI THIỆU HỆ ĐIỀU HÀNH 1 Nội dung chương 1 Các thành phần hệ thống máy tính Khái niệm hệ điều hành Các dịch vụ hệ điều hành cung cấp Phân loại hệ điều hành Quá trình phát triển số khái niệm quan trọng Cấu trúc hệ điều hành Các thành phần máy tính Disks Keyboard Mouse Disk controller Printer USB controller Monitor Graphics adapter CPU MEMORY Đệm liệu (local buffer) Các thành phần máy tính Lưu trữ dạng thức I/O quan trọng Bộ nhớ (main memory, primary memory) - CPU truy cập trực tiếp ghi (registers) nhớ ROM, RAM Bộ nhớ phụ (secondary storage) - Hệ thống lưu trữ thông tin bền vững (nonvolatile storage) - Đĩa từ (magnetic disks): đĩa mềm, đĩa cứng, băng từ - Đĩa quang (optical disk): CD-ROM, DVD-ROM - Flash ROM: USB disk Khái niệm hệ điều hành Hệ điều hành Một chương trình quản lý phần cứng máy tính Trung gian người phần cứng máy tính Cung cấp môi trường cho ứng dụng khác thực thi Một số hệ điều hành: - Windows 10, - Ubuntu, - Android, - … Khái niệm hệ điều hành Tiến trình (Process) Chương trình thực thi máy Ví dụ: mở file MS Word để tạo tiến trình P Tiểu trình (thread) Một dịng xử lý tiến trình Một tiến trình có hay nhiều tiểu trình Ví dụ: tiến trình P + Luồng nhận thao tác người dùng + Luồng kiểm tra lỗi +… Phân loại hệ điều hành Hệ thống song song (đa xử lý) Có nhiều xử lý chia sẻ tài nguyên hệ thống Tối ưu hệ thống có nhiều máy có xử lý: - Chia sẻ thiết bị ngoại vi, hệ thống lưu trữ, nguồn… - Độ tin cậy Đa xử lý đối xứng: - Mỗi xử lý chạy với hệ điều hành 18 Phân loại hệ điều hành Hệ thống song song (đa xử lý) Đa xử lý bất đối xứng: - xử lý giao công việc riêng biệt Một xử lý kiểm sốt toàn hệ thống, xử lý khác thực theo lệnh xử lý 19 Phân loại hệ điều hành Hệ thống phân tán Các xử lý không chia sẻ nhớ đồng hồ Các xử lý hệ phân tán thường khác kích thước chức Chia xẻ tài nguyên Tăng tốc độ tính An tồn Thơng tin liên lạc với 20 Phân loại hệ điều hành Hệ thống xử lý thời gian thực Dùng cho hệ thống yêu cầu cao độ xác theo thời gian Hệ thống thời gian thực cứng: - Công việc hoàn tất lúc - Dữ liệu thường lưu nhớ ngắn hạn Hệ thống thời gian thực mềm: - Mỗi cơng việc có độ ưu tiên riêng thi hành theo độ ưu tiên 21 Phân loại hệ điều hành Hệ thống nhúng Được nhúng thiết bị gia dụng, máy trò chơi,… Kiến trúc đơn giản, nhỏ gọn, có tính đặc trưng cho thiết bị Ứng dụng: PDA, Mobil phones,… 22 Quá trình phát triển hệ điều hành Thế hệ thứ 1: 1945 - 1955 - Vacuum tube - Plug board - Tại thời điểm: công việc - Vấn đề: lãng phí Thế hệ thứ 2: 1955 - 1965 - Transistors - Batch system - Sử dụng chế spooling - Sử dụng CPU tốt hơn, thực thi công việc thời điểm 23 Quá trình phát triển hệ điều hành Thế hệ thứ 3: 1965 - 1980 - Integrated circuits (ICs) - Đa nhiệm (multitask) - Chia sẻ thời gian: thực thi nhiều công việc lúc Thế hệ thứ 4: từ 1980 - Thể thống lớn - Dùng cho PC 24 Cấu trúc hệ điều hành Cấu trúc đơn giản Cấu trúc MS-DOS 25 Cấu trúc hệ điều hành Cấu trúc đơn giản không chia thành lớp (phần) rõ rệt lớp gọi hàm thuộc lớp khác đơn giản, dễ thiết kế, dễ cài đặt khó bảo vệ, khó mở rộng, khó nâng cấp 26 Cấu trúc hệ điều hành Cấu trúc phân lớp HĐH phân thành nhiều lớp Mỗi lớp phụ trách chức đặc thù Lớp bên sử dụng chức lớp bên cung cấp Hạt nhân lớp kế lớp phần cứng, dùng lệnh phần cứng để tạo lời gọi hệ thống Khó xác định số lượng lớp, thứ tự lớp Chi phí truyền tham số xuyên lớp lớn 27 Cấu trúc hệ điều hành Cấu trúc phân lớp Cấu trúc OS/2 28 Cấu trúc hệ điều hành Máy ảo 29 Cấu trúc hệ điều hành Máy ảo Một máy giả lập thành nhiều máy Tài nguyên hệ thống CPU, nhớ, đĩa,… chia xẻ để tạo máy ảo Mỗi máy ảo cô lập với máy ảo khác nên tài nguyên dùng chung bảo vệ 30 Cấu trúc hệ điều hành Mơ hình Client - Server 31 Ngun lý thiết kế hệ điều hành Dễ viết, dễ sửa lỗi, dễ nâng cấp (dùng ngôn ngữ cấp cao ưu ngôn ngữ assembly) Dễ cài đặt, dễ bảo trì, khơng có lỗi hiệu Dễ sử dụng, dễ học, an tồn, có độ tin cậy cao thực nhanh Tính khả chuyển cao Cần có chương trình SYSGEN (System Generation) thu thập thơng tin liên quan đến phần cứng để thiết lập cấu hình hệ điều hành cho phù hợp với máy tính 32 ... phát triển hệ điều hành Thế hệ thứ 1: 19 45 - 19 55 - Vacuum tube - Plug board - Tại thời điểm: công việc - Vấn đề: lãng phí Thế hệ thứ 2: 19 55 - 19 65 - Transistors - Batch system - Sử dụng... hệ điều hành đa chương: - Quản trị bảo vệ nhớ, sử dụng nhớ ảo - Cung cấp hệ thống tập tin truy xuất on-line… 16 Phân loại hệ điều hành Hệ thống xử lý đa nhiệm Hệ điều hành đa nhiệm kiểu hệ. .. cần: 10 %, Thực hành: 10 %, Kiểm tra kỳ: 10 %, Kiểm tra cuối kỳ: 70% Nội dung môn học Chương 1: Giới thiệu hệ điều hành Chương 2: Hệ thống file Chương 3: Quản lý tiến trình Chương 4: Quản lý nhớ Chương