chuong 1 tong quan ve he dieu hanh

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH Nội dung • • • • Giới thiệu Kiến trúc HĐH Lịch sử HĐH Giới thiệu số HĐH đại Hệ điều hành ? • Là chương trình quản lý phần cứng máy tính • Trung gian người dùng phần cứng máy tính • Cung cấp môi trường cho ứng dụng khác thực thi Hạt nhân HĐH • Tiến trình (Process) – Chương trình thực thi máy Process P – VD: mở file word  tạo tiến trình PW T1 T2 T • Tiểu trình (thread) – Một dòng xử lý tiến trình int a; – Một tiến trình có hay nhiều tiểu trình – VD: tiến trình PW • Luồng nhận thao tác người dùng • Luồng kiểm tra lỗi Vai trò hệ điều hành Vai trò hệ điều hành Vai trò hệ điều hành • Quản trị tài nguyên – CPU, RAM, printer… – Nhiệm vụ: Cung cấp giải thuật cấp phát, quản trị tài nguyên cho đối tượng hoạt động – Mục tiêu:Cấp phát đầy đủ, công bằng, hiệu • Điều khiển thiết bị – Nhiệm vụ: Che dấu chi tiết phần cứng, tạo môi trường dễ làm việc cho người dùng – Mục tiêu: Tạo độc lập thiết bị Thành phần HĐH • Quản lý tài nguyên vai trò quan trọng HĐH, cần có số thành phần quản lý CPU, quản lý nhớ, … – CPU : quản lý tiến trình(bao gồm quản lý CPU) – RAM : quản lý nhớ – Input/Output : quản lý nhập/xuất (thấy rõ DOS) – Hệ thống tập tin : Quản lý tập tin Hệ thống bảo vệ Quản lý mạng Shell (giao tiếp người dùng) Dịch vụ HĐH • Nạp thi hành chương trình (load & run) • Các thao tác xuất nhập (I/O Operations) • Các thao tác truy xuất/cập nhật hệ thống tập tin (file system) • Các chế liên lạc/trao đổi thông tin tác vụ • Phát hiện/chỉnh sửa lỗi • …  Giao tiếp chương trình ứng dụng HĐH thực phần lớn thông qua lời gọi hệ thống (System Call) Nội dung • • • • Giới thiệu Kiến trúc HĐH Lịch sử HĐH Giới thiệu số HĐH đại 10 Lịch sử HĐH - Thế hệ 1st 1945 • Thế hệ 2nd 1955 1965 Thế hệ 3rd Thế hệ 4th 1980 Thế hệ thứ 1: (1945-1955) – Vacuum tube: Xây dựng máy tính dùng ống chân không Những máy lớn với 10000 ống chân không chậm nhiều so với máy rẽ – Plug board : Lập trình ngôn ngữ máy tuyệt đối, thường dùng bảng điều khiển để thực cách chức • – Tại thời điểm: công việc – Vấn đề: lãng phí Thế hệ thứ 2: (1955-1965) – Transistors (bán dẫn) 20 Lịch sử HĐH - – Batch system: Hệ thống xử lý theo lô đời ,lưu yêu cầu cần thực lên băng từ hệ thống đọc thi hành lần lược Ngôn ngữ sử dung giai đoạn chủ yếu FORTRAN hợp ngữ – Sử dụng chế spooling: + Spool(simultaneous peripheral operation on-line) đồng hóa thao tác bên online Cơ chế cho phép xử lý CPU on-line, sử dụng đĩa để lưu liệu nhập xuất – Sử dụng CPU tốt hơn, thực thi công việc thời điểm 21 Lịch sử HĐH - • Thế hệ thứ 3: – Integrated circuits (ICs): Máy IBM 360 la máy tính sử dụng mạch tích hợp – Đa nhiệm (multiprogramming): CPU chờ thực thao tác nhập xuất Bộ nhớ chia làm nhiều phần, phần có công việc khác nhau, công việc chờ thực nhập xuất CPU xử lý công việc lại – Chia sẻ thời gian: thực thi nhiều công việc lúc • Thế hệ thứ 4: – Thể thống lớn – Dùng cho PC 22 – Sự phát triển mạnh mẽ hệ điều hành mạng hệ điều hành phân tán Lịch sử HĐH - • Một số loại HĐH đại – Mainframe: MVS – Server: Solaris, FreeBSD – Multiprocessor: Cellular IRIX – PC: Windows, Unix – Thời gian thực (real-time): VxWorks – Hệ điều hành nhúng – Hệ điều hành card thông minh (smart card) 23 Nội dung • • • • Giới thiệu Kiến trúc HĐH Lịch sử HĐH Giới thiệu số HĐH đại 01/2009 24 Một số hệ điều hành đại • Windows • Unix/Linux 25 Windows • Phát triển Microsoft • Hiện chiếm 80%  90% thị trường HĐH • Số lượng dòng mã chương trình: – WinNT: triệu – Win2000: 35 triệu – WinXP: 40 triệu 26 Windows • Windows 1.0 – Phát hành 12/1985 • Windows 2.0 – Phát hành 1987 – Chỉ hỗ trợ vi xử lý Intel 8086 8088 – Có thể truy cập 1MB nhớ • Windows 3.0 – Phát hành 05/1990 – Có thể truy cập 16MB nhớ • Windows 3.1 – Phát hành 04/1992 – Hỗ trợ TrueType fonts/ Multimedia 27 Windows • Windows NT – Phát hành 07/1993 – Hỗ trợ chíp Intel 386, 486 chíp khác không Pentium – Là hệ điều hành dòng server – Là HĐH hỗ trợ ỨD 32 bits • • Windows 95 – Phát hành 08/1995 – Cũng hỗ trợ ứng dụng 32-bit (nhưng tương thích với ƯD 16 bits) Windows 98 – Phát hành 06/1998 – Tăng cường mặt hiệu hỗ trợ phần cứng tốt – Tích hợp tính Internet 28 Windows • Windows Millennium – Phát hành 12/2000 – Là phiên desktop hỗ trợ tốt multimedia • Windows 2000 – Phát hành 01/2000 – Hỗ trợ tính đa xử lý đối xứng : 2-32 CPU – Hỗ trợ đầy đủ tính đa ngôn ngữ (UNICODE) – Tính hợp đầy đủ chồng giao thức mạng thông dụng – Thuộc dòng HĐH server chuyên dụng – Các dòng sản phẩm: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server, Windows 2000 Datacenter Server 29 Windows • • • Windows server 2003 – Phát hành 4/2003 – Hiệu (performance) dịch vụ nhanh Win2k – Phiên bản: web, standard, enterprise, datacenter, small business server, storage server Windows Vista – Phát hành: 11/2006 – Hỗ trợ giao diện multimedia – Phiên bản: Home Basic, Home Premium, Business, Enterprise, Ultimate Windows 2008 server – • Phát hành: 02/2008 Windows 7: – Phát hành: 7/2009 30 Unix/Linux • Là HĐH mã nguồn mở • Linux HĐH tương tự Unix • Bao gồm khoảng triệu dòng mã • Tăng trưởng khoảng 25%/năm từ năm 2003 • Chiếm khoảng 10% thị trường HĐH 31 Unix/Linux • 1969: UNIX, Thompson & Ritchie (AT&T Bell Lab) • 1987: Minix, Andy Tanenbaum • 1991: birth of Linux – • • limited devices, no networking 1994: Linux 1.0 – only single-processor i386 – networking (Internet) – Enhanced(nâng cao) file system (ext2) 1995: Linux 1.2 – more hardware – 8086 mode (DOS emulation) included – Support other architecture: Sparc, Alpha, MIPS 32 Unix/Linux • 1996: Linux 2.0 – multiple architectures, multiple processors(bộ vi xử lý phức tạp) – threads, memory management … • 1999: Linux 2.2 • 2001: Linux 2.4 – ISA PnP, USB,… • 12/2003: Linux 2.6 01/2009 33 Unix/Linux • Các chính: – Mandrake – Fedora/Redhat – Debian – SUSE – Gentoo – Ubuntu –… 34 [...]... lập 17 Kiến trúc modules Scheduling classes Device & bus drivers Miscellaneous modules File systems Loadable system calls Core Solaris kernel STREAM modules Executable formats Ví dụ kiến trúc của HĐH Solaris 18 Nội dung • • • • Giới thiệu Kiến trúc của HĐH Lịch sử HĐH Giới thiệu một số HĐH hiện đại 19 Lịch sử HĐH - 1 Thế hệ 1st 19 45 • Thế hệ 2nd 19 55 19 65 Thế hệ 3rd Thế hệ 4th 19 80 Thế hệ thứ 1: (19 45 -19 55)... sản phẩm: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server, Windows 2000 Datacenter Server 29 Windows • • • Windows server 2003 – Phát hành 4/2003 – Hiệu năng (performance) của các dịch vụ nhanh hơn Win2k – Phiên bản: web, standard, enterprise, datacenter, small business server, storage server Windows Vista – Phát hành: 11 /2006 – Hỗ trợ về giao diện và multimedia – Phiên bản:... server – • Phát hành: 02/2008 Windows 7: – Phát hành: 7/2009 30 Unix/Linux • Là HĐH mã nguồn mở • Linux là HĐH tương tự Unix • Bao gồm khoảng 6 triệu dòng mã • Tăng trưởng khoảng 25%/năm từ năm 2003 • Chiếm khoảng 10 % thị trường HĐH 31 Unix/Linux • 19 69: UNIX, Thompson & Ritchie (AT&T Bell Lab) • 19 87: Minix, Andy Tanenbaum • 19 91: birth of Linux – • • limited devices, no networking 19 94: Linux 1. 0... 05 /19 90 – Có thể truy cập 16 MB bộ nhớ • Windows 3 .1 – Phát hành 04 /19 92 – Hỗ trợ TrueType fonts/ Multimedia 27 Windows • Windows NT – Phát hành 07 /19 93 – Hỗ trợ chíp Intel 386, 486 và các chíp khác không của Pentium – Là hệ điều hành dòng server đầu tiên – Là HĐH đầu tiên hỗ trợ các ỨD 32 bits • • Windows 95 – Phát hành 08 /19 95 – Cũng hỗ trợ các ứng dụng 32-bit (nhưng vẫn tương thích với các ƯD 16 ... Enhanced(nâng cao) file system (ext2) 19 95: Linux 1. 2 – more hardware – 8086 mode (DOS emulation) included – Support other architecture: Sparc, Alpha, MIPS 32 Unix/Linux • 19 96: Linux 2.0 – multiple architectures, multiple processors(bộ vi xử lý phức tạp) – threads, memory management … • 19 99: Linux 2.2 • 20 01: Linux 2.4 – ISA PnP, USB,… • 12 /2003: Linux 2.6 01/ 2009 33 Unix/Linux • Các bản chính: –... 19 80 Thế hệ thứ 1: (19 45 -19 55) – Vacuum tube: Xây dựng máy tính dùng ống chân không Những máy này rất lớn với hơn 10 000 ống chân không nhưng chậm hơn nhiều so với máy rẽ nhất hiện nay – Plug board : Lập trình bằng ngôn ngữ máy tuyệt đối, thường là dùng bảng điều khiển để thực hiện cách chức năng cơ bản • – Tại 1 thời điểm: 1 công việc – Vấn đề: lãng phí Thế hệ thứ 2: (19 55 -19 65) – Transistors (bán... số HĐH hiện đại 01/ 2009 24 Một số hệ điều hành hiện đại • Windows • Unix/Linux 25 Windows • Phát triển bởi Microsoft • Hiện đang chiếm 80%  90% thị trường HĐH • Số lượng dòng mã chương trình: – WinNT: 4 triệu – Win2000: 35 triệu – WinXP: 40 triệu 26 Windows • Windows 1. 0 – Phát hành 12 /19 85 • Windows 2.0 – Phát hành 19 87 – Chỉ hỗ trợ bộ vi xử lý Intel 8086 hoặc 8088 – Có thể truy cập 1MB bộ nhớ • Windows... 06 /19 98 – Tăng cường về mặt hiệu năng và hỗ trợ phần cứng tốt hơn – Tích hợp các tính năng Internet 28 Windows • Windows Millennium – Phát hành 12 /2000 – Là phiên bản desktop hỗ trợ tốt multimedia • Windows 2000 – Phát hành 01/ 2000 – Hỗ trợ tính đa xử lý đối xứng : 2-32 CPU – Hỗ trợ đầy đủ tính năng đa ngôn ngữ (UNICODE) – Tính hợp đầy đủ các chồng giao thức mạng thông dụng – Thuộc dòng HĐH server... qua BIOS, cổng phần cứng Không hỗ trợ đa nhiệm Kiến trúc phân lớp HĐH phân thành nhiều lớp.Mỗi lớp phụ trách 1 chức năng đặc thù  Lớp bên trên sử dụng chức năng do các lớp bên dưới cung cấp  Khó xác định số lượng lớp, thứ tự lớp  Chi phí truyền tham số xuyên các lớp  13 Kiến trúc máy ảo (1/ 4) • Do mục tiêu của HĐH là chạy được nhiều chương trình đồng thời trên một máy tính nên cách tốt nhất là... ảo: mỗi chương trình sở hữu một CPU ảo – Bộ nhớ ảo: mỗi chương trình một không gian nhớ riêng 14 Kiến trúc máy ảo (2/4) Non-virtual Machine Virtual Machine 15 Kiến trúc máy ảo (3/4)- Ví dụ • Java Virtual Machine Java program Java OS Java VM Process Process Operating System Hardware • Độc lập với Platform 16 Kiến trúc máy ảo (4/4) • Ưu điểm: – Môi trường thuận lợi cho sự tương thích – Tăng tính an toàn ... Solaris 18 Nội dung • • • • Giới thiệu Kiến trúc HĐH Lịch sử HĐH Giới thiệu số HĐH đại 19 Lịch sử HĐH - Thế hệ 1st 19 45 • Thế hệ 2nd 19 55 19 65 Thế hệ 3rd Thế hệ 4th 19 80 Thế hệ thứ 1: (19 45 -19 55)... khoảng 10 % thị trường HĐH 31 Unix/Linux • 19 69: UNIX, Thompson & Ritchie (AT&T Bell Lab) • 19 87: Minix, Andy Tanenbaum • 19 91: birth of Linux – • • limited devices, no networking 19 94: Linux 1. 0... • Windows 1. 0 – Phát hành 12 /19 85 • Windows 2.0 – Phát hành 19 87 – Chỉ hỗ trợ vi xử lý Intel 8086 8088 – Có thể truy cập 1MB nhớ • Windows 3.0 – Phát hành 05 /19 90 – Có thể truy cập 16 MB nhớ •