Tiếp tục Bài 10, Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành bài 11 trình bày nội dung về tổng quan Hệ điều hành, Giao tiếp giữa người dùng và máy tính, Quản lí tài nguyên, Các loại hệ điều hành. Mời các bạn tham khảo.
.c om cu u du o ng th an co ng HỆ ĐIỀU HÀNH CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bài 1_Tổng quan ng th an co ng Điều khiển thực thi chương trình ứng dụng Đóng vai trò giao diện người dùng máy tính Hai mục tiêu : cu u du o Để sử dụng hệ thống máy tính cách dễ dàng Để sử dụng hệ thống tài nguyên máy tính cách có hiệu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Giao tiếp người dùng máy tính cu u du o ng th an co ng Nếu xây dựng ứng dụng dạng tập thị máy (ngôn ngữ máy) phức tạp Để giảm bớt phức tạp cung cấp tập system program Một số system program xem tiện ích Xây dựng hàm công cụ dùng thường xuyên, trợ giúp tạo chương trình, quản lý tập tin, thư mục điều khiển thiết bị I/O System program quan trọng hệ điều hành CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Giao tiếp người dùng và… ng th an co ng OS che chi tiết phần cứng bên cung cấp giao diện thuận tiện để sử dụng OS cung cấp dịch vụ theo hướng cu u du o Tạo chương trình: phương tiện, dịch vụ hỗ trợ Thực thi chương trình: chuẩn bị, nạp, khởi động, cấp phát CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Giao tiếp người dùng và… ng …… cu u du o ng th an co Truy xuất thiết bị I/O : I/O ⊃ Chỉ thị, tín hiệu điều khiển OS (Chỉ thị , điều khiển) đọc, ghi Truy xuất tập tin: Thống cách đọc ghi file với tất loại thiết bị Cấp chế bảo vệ, chia Truy xuất hệ thống: điều khiển đăng nhập CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Giao tiếp người dùng th an co ng End user du o ng Caùc chương trình ứng dụng Người lập trình ứng dụng phải dựa vào cu u Các tiện ích Hệ điều hành Nhà thiết kế OS phải dựa vào hệ thống phần cứng Phần cứng máy tính CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Quản lý tài nguyên du o ng th an co ng Tài nguyên dùng để di chuyển, lưu trữ, xử lý liệu điều khiển chức OS chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên OS điều khiển chức máy tính, có đặc thù: cu u Các chức OS tương tự phần mềm máy tính thông thường, thực thi CPU OS thường xuyên nhường điều khiển phải lệ thuộc vào CPU việc lấy lại điều khiển CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Quản lý tài nguyên th an co ng Thực tế OS không khác chương trình máy tính Chỉ khác mục đích cu u du o ng Hướng dẫn CPU sử dụng tài nguyên khác Định thời gian thực thi chương trình khác CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Quản lý tài nguyên cu u du o ng th an co ng Moät phần OS nhớ gọi “nhân” (kernel, core, nucleus), chứa hầu hết chức dùng thường xuyên Phần lại thường gọi vỏ (shell) lưu giữ nhớ ngoài, cần lấy vào Phần lại nhớ chứa liệu chương trình khác Việc phân phối nhớ thực phối hợp điều khiển OS phần cứng quản lý nhớ (memory circuits) OS định chương trình sử dụng thiết bị I/O để thực thi điều khiển truy xuất, sử dụng tập tin CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Quản lý tài nguyên… Các thiết bị I/O I/O controller c om Main memory co ng OS cu u CPU du o ng th an Data& chương trình Hệ thống máy tính Bộ nhớ OS Chương trình Data 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bảng trang an co ng Một giải pháp khác để tổ chức trang đa mức dùng cấu trúc bảng trang đảo (máy tính IBM) cu u du o ng th Phần số trang địa ảo ánh xạ sang bảng hash dùng hàm hash đơn giản Bảng hash chứa trỏ đến bảng trang đảo, chứa mục thông tin trang Như có mục bảng hash bảng trang đảo cho frame nhớ thực, thay frame ảo Có phần cố định nhớ thực cho bảng bất chấp số process hay số trang ảo hỗ trợ 61 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục Con trỏ nối ng Page# offset c om Page# th an co Địa ảo Frame# cu u du o ng Hàm hash Bảng hash Frame# offset Bảng trang đảo Địa thực 62 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bộ đệm TLB (Translation Lookaside Buffer) co ng Mỗi tham chiếu nhớ ảo gây hai truy xuất nhớ vật lý: du o ng th an Nạp mục thích hợp từ bảng trang Nạp liệu cần thiết =>gấp đôi thời gian truy xuất cu u Dùng cache đặc biệt cho entry bảng, gọi đệm TLB Chứa entry dùng thời gian gần 63 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bộ đệm TLB (Translation Lookaside Buffer)… ng Cơ cấu nhớ ảo phải tương tác với cache hệ thống cu u du o ng th an co Mỗi địa ảo phát ra, trước hết hệ thống nhớ xem TLB có entry tương ứng không có địa thực tạo ra, không truy xuất entry từ bảng trang Khi địa thực phát truy xuất nội dung theo trình tự có tương tác với cache hệ thống trình bày phần trước Tham chiếu entry TLB, nhớ hay đóa Tham chiếu từ nhớ cache, nhớ hay đóa Nếu từ nhớ lấy từ đóa trang chứa nạp vào nhớ khối nhớ chứa trang nạp vào cache 64 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương trình đòi trang Bắt đầu CPU kiểm tra TLB Hoạt động phân trang với TLB yes c om Entry có TLB? ng Truy xuất bảng trang co no th an OS bảo CPU đọc trang từ đóa Cập nhật TLB CPU phát đcvl cu u Trang mang vào nhớ du o ng CPU kích hoạt I/O Trang có nhớ chính? Bộ nhớ bị đầy? Các bảng trang cập nhật yes Kết thúc Thực thay trang 65 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co Page# offset TLB an miss hit ng du o u cu Bảng trang CuuDuongThanCong.com Hoạt động cache th Địa ảo Hoạt động TLB Địa thực tag Cache hit miss Bộ nhớ https://fb.com/tailieudientucntt 66 .c om Phân đoạn (segmentation) ng Một giải pháp khác nhằm chia nhỏ nhớ, gọi phân đoạn co Người lập trình nhìn thấy dùng phân trang, mục đích phân th an trang cung cấp không gian địa lớn thực tế ng Người lập trình nhận thấy phân đoạn, cung cấp phương du o tiện để tổ chức chương trình liệu, phương tiện liên quan đến cu u thuộc tính bảo vệ chương trình liệu Phân đoạn cho phép người lập trình xem nhớ gồm nhiều không gian địa chỉ, gọi segment Segment có kích thước thay đổi linh hoạt 67 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Phân đoạn (segmentation) cu u du o ng th an co ng Thông thường người lập trình hay OS gán cho chương trình liệu số segment khác Số lượng segment thay đổi tuỳ vào chương trình liệu Mỗi segment gán quyền truy xuất sử dụng Các tham chiếu nhớ bao gồm dạng địa (chỉ số segment+offset) 68 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Phân đoạn (segmentation) ng Phân đoạn có số ưu ñieåm sau: cu u du o ng th an co Đơn giản việc kiểm soát có gia tăng cấu trúc liệu Cấu trúc liệu gán vào segment OS co giãn segment cần Cho phép thay đổi biên dịch lại chương trình cách độc lập (Setup) Dễ dàng cho vay Dễ dàng bảo vệ 69 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Quản lý nhớ Pentium cu u du o ng th an co ng Khoâng gian địa chỉ: Phần cứng hỗ trợ Paging Segmentation, bị cấm phép người dùng chọn số bốn kịch nhớ sau: Cấm hai: cho ứng dụng điều khiển chất lượng cao Cấm segmentation: nhớ xem không gian địa tuyến tính phân trang Bảo vệ quản lý thực qua phân trang Cấm paging: nhớ xem không gian địa luận lý Cố gắng bảo vệ mức byte Đảm bảo thông dịch (segment table) chip segment nhớ.=> thời gian truy xuất dự báo Cho phép hai: seg định nghóa phần nhớ luận lý nhằm điều khiển truy xuất paging để quản lý phân phối nhớ 70 bên phần CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Quản lý nhớ Pentium… cu u du o ng th an co ng Segmentation: Mỗi địa ảo gồm 16 bit segment 32 bit offset bit phần segment liên quan đến cấu bảo vệ, 14 bit lại segment cụ thể cấm phân đoạn nhớ ảo 4Gb Cho phân đoạn nhớ 64Tb Không gian địa ảo chia thành phần: toàn cục (chia sẻ cho tất process) cục Có hai dạng bảo vệ: privileged level access attribute Có bốn mức privilege (cao nhất) đến (thấp nhất) OS định cách dùng mức 16 bit segment phần địa ảo gồm có bốn phần: Tabe Indicator: nơi chứa bảng segment toàn cục hay cục Segment number: số segment bảng Requested Privileged Level: mức đặc quyền cần cho truy xuất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 71 .c om Quản lý nhớ Pentium… cu u du o ng th an co ng Paging: dùng segmentation địa dùng địa ảo đổi sang địa tuyến tính (32 bit) Khi không dùng segmentation địa tuyến tính dùng Trong hai trường hợp phải đổi sang 32 bit địa thực Cơ cấu phân trang Pentium hoạt động dò bảng hai mức Mức đầu thư mục trang chứa 1024 mục Chia 4Gb thành nhóm 1024 nhóm trang có kích thước 4Mb Mỗi nhóm ứng với bảng trang có 1024 mục Quản lý nhớ chọn dùng thư mục trang cho tất process cho process dạng kết hợp Thư mục trang tác vụ hành nhớ Mức hai bảng trang, Pentium dùng TLB, TLB chứa 32 mục Mỗi thư mục trang thay đổi, đệm bị xóa Pentium cho phép hai kích thước trang: 4Kbyte hay 4Mbyte 72 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Quản lý nhớ Pentium… cu u du o ng th an co ng Khi trang 4Mbyte dùng có mức dò cho trang Dùng 4Mbyte page giảm nhu cầu lưu trữ nhớ quản lý Nếu dùng 4Kbyte page cần khoảng 4Mbyte để chứa bảng trang Với 4Mbyte page cần 4Kbyte đủ cho việc quản lý nhớ trang 73 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Paging Địa luận lý Offset co Page Offset Địa vật lý u du o ng th an Dir ng Địa tuyến tính cu Segment Bộ nhớ c om Segmentation Segment Table CuuDuongThanCong.com Thư mục trang Bảng trang 74 https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an cu u du o ng th HẾT 75 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... với máy tính để yêu cầu thực công việc hay giao tác Hệ thống lô (batch system): chương trình user gộp lại với chương trình user khác, giao cho điều hành viên máy tính để điều hành viên cho máy. .. trình ứng dụng Người lập trình ứng dụng phải dựa vào cu u Các tiện ích Hệ điều hành Nhà thiết kế OS phải dựa vào hệ thống phần cứng Phần cứng máy tính CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt... điều khiển chức OS chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên OS điều khiển chức máy tính, có đặc thù: cu u Các chức OS tương tự phần mềm máy tính thông thường, thực thi CPU OS thường xuyên nhường điều