CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU pot

CHƯƠNG CHƯƠNG 1: GI 1: GI Ớ Ớ I THI I THI Ệ Ệ U U 1.2 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 N N Ộ Ộ I DUNG I DUNG  Hệđiều hành là gì?  Tổ chứchệ thống máy tính (Computer-System Organization)  Kiếntrúchệ thống máy tính (Computer-System Architecture)  Cấutrúchệđiều hành (Operating-System Structure)  Các hoạt động hệđiều hành (Operating-System Operations)  Quảntrị quá trình (Process Management)  Quảntrị bộ nhớ (Memory Management)  Quảntrị lưutrữ (Storage Management)  Bảovệ và an ninh (Protection and Security)  Các hệ thống phân tán (Distributed Systems)  Các hệ thống mục đích đặcbiệt (Special-Purpose Systems)  Môi trường tính toán (Computing Environments) 1.3 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 M M Ụ Ụ C TIÊU C TIÊU  Cung cấp cái nhìn bao quát về hệđiều hành và các thành phần củanó  Cung cấp cái nhìn bao quát về tổ chứchệ thống máy tính 1.4 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 H H Ệ Ệ ĐI ĐI Ề Ề U H U H À À NH L NH L À À GÌ? GÌ?  Chương trình giữ vai trò trung gian giữangười dùng và phần cứng máy tính.  Đích của HĐH: z Thựchiệncácchương trình người dùng và làm cho các vấn đề người dùng đang giảiquyếtdễ dàng hơn. z Làm cho hệ thống máy tính trở nên thuậnlợi trong việcsử dụng. z Sử dụng hiệuquả phầncứng máy tính. 1.5 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 C C Ấ Ấ U TR U TR Ú Ú C H C H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG M NG M Á Á Y T Y T Í Í NH NH  Hệ thốngmáytínhcóthểđược chia thành 4 thành phần: z Phầncứng (Hardware): cung cấp các tài nguyên tính toán cơ sở  CPU, memory, I/O devices z Hệđiều hành  Điềukhiểnvàphốihợpsử dụng phầncứng giữacácứng dụng và các người dùng z Các trình ứng dụng: Xác định cách các tài nguyên hệ thống được dùng để giảiquyếtcácvấn đề tính toán củangười dùng  Các bộ xử lý từ (Word processors), các trình biên dịch (compilers), các trình duyệt Web (web browsers), các hệ cơ sở dữ liệu (database systems), các trò chơi điệntử (video games) z Các người dùng  Người, các máy móc, các máy tính khác 1.6 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 B B Ố Ố N TH N TH À À NH PH NH PH Ầ Ầ N H N H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG M NG M Á Á Y TINH Y TINH 1.7 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 Đ Đ Ị Ị NH NGH NH NGH Ĩ Ĩ A H A H Ệ Ệ ĐI ĐI Ề Ề U H U H À À NH NH  HĐH là một nhà cấp phát tài nguyên: z Quảntrị tấtcả các tài nguyên z Quyết định giảiquyếtcácyêucầu xung đột để sự sử dụng tài nguyên hiệuquả và hợplý  HĐH là mộtchương trình điềukhiển z Điềukhiểnsự thựchiệncácchương trình để ngănngừalỗivà sự sử dụng máy tính không đúng 1.8 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 Đ Đ Ị Ị NH NGH NH NGH Ĩ Ĩ A HĐH A HĐH (Cont.) (Cont.)  Không có định nghĩa nào đượcchấpnhậnbởitấtcả mọingười  “Chương trình chạy toàn thời gian trên máy tính” là hạt nhân (kernel). Mọichương trình khác hoặclàchương trình hệ thống (gắnvới HĐH) hoặclàchương trình ứng dụng 1.9 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 KH KH Ở Ở I Đ I Đ Ộ Ộ NG M NG M Á Á Y T Y T Í Í NH NH  Chương trình bootstrap đượcnạpkhibậtmáyhoặc reboot z Thường đượclưu trong ROM / EPROM, đượcbiếtdướitên firmware z Khởi động tấtcả các sắc thái hệ thống z Nạphạt nhân HĐH và bắt đầusự thựchiện 1.10 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 Operating System Concepts – 7 th Edition, Jan 12, 2005 T T Ổ Ổ CH CH Ứ Ứ C H C H Ệ Ệ TH TH Ố Ố NG M NG M Á Á Y T Y T Í Í NH NH  Sự hoạt động hệ thống máy tính z Một/ nhiềuCPU, cácbộđiềukhiểnthiếtbị nối qua bus chung cung cấptruyxuấtbộ nhớ chia sẻ z Sự thựchiện đồng thờicủaCPU vàcácthiếtbị cạnh tranh các chu ký bộ nhớ [...]... interrupt Dựng lên trước lập lịch biểu quá trình để thu hồi điều khiển / kết thúc chương trình vượt quá thời gian được phân phối Operating System Concepts – 7th Edition, Jan 12, 2005 1.28 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 QUẢN TRỊ QUÁ TRÌNH Một quá trình là một chương trình trong sự thực hiện, là một đơn vị công việc trong hệ thống Chương trình là một thực thể bị động, quá trình là một thực thể chủ động... bản sao của cùng một dữ liệu Operating System Concepts – 7th Edition, Jan 12, 2005 1.24 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 CẤU TRÚC HĐH Đa chương (Multiprogramming) sự cần thiết cho tính hiệu quả Một ngưới dùng không dùng CPU và thiết bị I/O toàn thời gian Đa chương tổ chức các công việc sao cho CPU “bận rộn nhất như có thể Một tập con các công việc được lưu trong bộ nhớ Một công việc được chọn và... ©2005 CẤU TRÚC I/O Sau khi I/O bắt đầu, điều khiển trả lại cho chương trình người dùng chỉ khi I/O hoàn tất Chỉ thị chờ làm “nhàn rỗi” CPU đến tận khi interrupt kế tiếp Vòng lặp chờ (tranh chấp truy xuất bộ nhớ) Tại mội thời điểm, nhiều nhất một yêu cầu I/O được thực hiện, không có xử lý I/O đồng thời Sau khi I/O bắt đầu, điều khiển trả lại cho chương trình người dùng không chờ I/O hoàn tất Lời gọi hệ thống... bất kỳ tài nguyên nào có thể sử dụng lại Quá trình đơn luồng (Single-threaded process) có một bộ đếm chương trình xác định vị trí của chỉ thị kế tiếp Quá trình thực hiện các chỉ thị tuần tự, một tại một thời điểm đến tận khi kết thúc Quá trình đa luồng (Multi-threaded process) mỗi luồng có một bộ đếm chương trình Operating System Concepts – 7th Edition, Jan 12, 2005 1.29 Silberschatz, Galvin and Gagne... (Virtual memory) cho phép thực hiện nhiều quá trình không hoàn toàn nằm trong bộ nhớ Operating System Concepts – 7th Edition, Jan 12, 2005 1.25 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 BỐ TRÍ BỘ NHỚ TRONG HỆ ĐA CHƯƠNG Operating System Concepts – 7th Edition, Jan 12, 2005 1.26 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 CÁC HOẠT ĐỘNG HĐH Truyền Interrupt bởi hardware Lỗi software hoặc yêu cầu tạo ra exception / trap... (interrupt driven) Operating System Concepts – 7th Edition, Jan 12, 2005 1.12 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2005 QUẢN LÝ INTERRUPT HĐH bảo tồn trạng thái của CPU bởi lưu trữ các thanh ghi và bộ đếm chương trình Xác định kiểu interrupt nào đã xảy ra: polling vectored interrupt system Tách biệt các đoạn mã xác định hành động sẽ được chọn cho mỗi kiểu interrupt Operating System Concepts – 7th Edition,... được chuyển nhanh giữa các công việc sao cho các người dùng có thể trao đổi với mỗi công việc khi nó chạy tạo ra tính toán tương tác Thời gian đáp ứng (Response time) (< 1s) Mỗi người dùng có ít nhất một chương trình đang thực hiện trong bộ nhớ quá trình (process) Nếu cùng lúc có một vài công việc sẵn sàng chạy CPU scheduling Nếu các quá trình không thể cùng chứa trong bộ nhớ, swapping di chuyển chúng . CHƯƠNG CHƯƠNG 1: GI 1: GI Ớ Ớ I THI I THI Ệ Ệ U U 1.2 Silberschatz, Galvin and Gagne. mọingười  Chương trình chạy toàn thời gian trên máy tính” là hạt nhân (kernel). Mọichương trình khác hoặcl chương trình hệ thống (gắnvới HĐH) hoặclàchương