Slide hệ điều hành Chương 1

MÔN HỌC NGUYÊN LÍ HỆ ĐiỀU HÀNH MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU • Là giáo trình sở chuyên ngành: – Xét vấn đề HĐH phải giải quyết, – Phương thức giải vấn đề – Hỗ trợ cho môn khác việc xây dựng sở cho Tin học – Những v/đ xem xét không lạc hậu tương lai MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU • Mang yếu tố chuyên đề: – Minh hoạ cho v/đ lý thuyết, – Khoảng cách thực tế công nghệ Tin học nói chung HĐH nói riêng gần • Như vậy: giáo trình khó, nặng nề NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH • • • • • • • • Các khái niệm HĐH Các thành phần kiến trúc HĐH Các yêu cầu nguyên tắc xây dựng HĐH Quản lí vào (Quản lí thiết bị, Quản lí tệp) Quản lí nhớ Lập lịch CPU Quản lí dịch vụ Các vấn đề an toàn HĐH ĐÁNH GIÁ • Hệ thống đào tạo – Số tín chỉ: – Học lớp tự học (1 lớp + tự học) – Viết báo cáo, làm việc theo nhóm • Thi hết môn – Điểm thi: 70% – Báo cáo: 10 % – Kiểm tra định kỳ: 10% – Chuyên cần: 10% ĐÁNH GIÁ • Quy chế đào tạo – Bộ GD-ĐT, Trường ĐHBK HN – Quy định theo chương trình hợp tác đào tạo CNTT Việt-Nhật TÀI LIỆU • • • • • A.Tanenbaum Design and Implementation operating system A Tanenbaum Advanced Concepts to Operating Systems Microsoft Press Inside to WINDOWS 2000 “Nguyên lí Hệ điều hành”- ĐH Tự nhiên Huế Tài liệu HĐH website: www.ctu.edu.vn Chương I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN • - Các nội dung: Các định nghĩa HĐH Lịch sử HĐH Các tính chất nguyên lí xây dựng HĐH Các thành phần mô hình kiến trúc HĐH Đối tượng quản lí (phục vụ) HĐH Tổ chức giao tiếp Chương I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN S1- Định nghĩa HĐH 1.1- Cấu trúc phân lớp hệ thống tính toán • • Môi trường tính toán - Hệ thống máy tính Phần mềm Người sử dụng - End – User Người lập trình Kỹ sư hệ thống Mô hình máy tính - Vật mang tin (Bộ nhớ ngoài- Storage) Thiết bị vào Bộ nhớ (Memory) Bộ xử lý trung tâm (Central Processor) Hệ thống đường truyền (System Bus) 3.2 – NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG a) b) c) d) e) f) Nguyên lý mô đun, Nguyên lý phủ chức năng, Nguyên lý Macroprocessor, Nguyên lý bảng tham số điều khiển, Nguyên lý giá trị chuẩn, Nguyên lý loại tham số 40 NGUYÊN LÝ MÔ ĐUN • • • Mỗi công việc ⇔ mô đun CT độc lập, Các mô đun – liên kết với thông qua Input/Output: Các mô đun nhóm theo chức  thành phần hệ thống 41 NGUYÊN LÝ PHỦ CHỨC NĂNG • • • • • • Mỗi công việc hệ thống thông thường thực nhiều cách với nhiều công cụ khác nhau, Lý do: Mỗi mô đun có hiệu ứng phụ chức năng, Người dùng có quyền khai thác hiệu ứng phụ không phụ thuộc vào việc công bố, Lập trình:Phải đảm bảo tính chất OS với hiệu ứng phụ, Vai trò: – – • Đảm bảo thuận tiện cho người dùng, Đảm bảo an toàn chức hệ thống, Ví dụ: In file 42 NGUYÊN LÝ MACROPROSSECOR • • • Trong OS sẵn CT giải v/đ, Khi cần thiết: Hệ thống tạo CT thực CT tạo ra: Nguyên lý áp dụng với thân toàn OS: Trên đía có thành phần Khi cần thành phần lắp ráp thành HỆ ĐIỀU HÀNH (Nạp hệ thống) • Lưu ý: Các nguyên lý Phủ chức Macroprocessor trái với lý thuyết lập trình có cấu trúc 43 • • • • NGUYÊN LÝ BẢNG THAM SỐ ĐIỀU KHIỂN Mỗi đối tượng OS ⇔ Bảng tham số (Control Table, Control Block), Hệ thống không tham chiếu tới đối tượng vật lý mà tham chiếu tới bảng tham số điều khiển tương ứng Với đĩa từ, CD – bảng tham số ghi phần đầu – Vùng hệ thống (System Area), Với files – Header 44 Cấu trúc file định kiểu 45 Một số loại bảng tham số : • • • • Cho WINDOWS: Win.ini, Cho MS DOS: Config.sys, Cho WINWORD: Winword.ini, Bảng tham số cấu hình hệ thống: phục vụ cho hệ điều hành: lưu trữ CMOS, 46 NGUYÊN LÝ GIÁ TRỊ CHUẨN • • • • Cách gọi khác: Nguyên tắc ngầm định (Default), Hệ thống chuẩn bị bảng giá trị cho tham số - bảng giá trị chuẩn, Khi hoạt động: tham số thiếu giá trị  OS lấy từ bảng giá trị chuẩn Vai trò nguyên lý: – – Thuận tiện: nhắc lại giá trị thường dùng, Người dùng không cần biết đầy dủ sâu hệ thống 47 Nguyên lý giá trị chuẩn • Tác động lên giá trị tham số bảng giá trị chuẩn: – – – Startup, Autoexec.bat, Control Panel • • Ví dụ: c:\csdl>dir Tham số thiếu giá trị: – – – – – Ổ đĩa? Thư mục? Xem gì? Quy cách đưa ra? Nơi ra? 48 NGUYÊN LÝ LOẠI THAM SỐ • • • • loại tham số: Tham số vị trí (Position Parameters), Tham số khoá (Keyword Param.) Tham số khoá – theo trình tự tuỳ ý 49 $4 – THÀNH PHẦN CÁC KiẾN TRÚC HĐH 4.1- Các thành phần HĐH Nhiều phân chia theo chức năng, mức độ chi tiết, • • • • Hệ thống Supervisor, • Các chương trình phục vụ hệ thống  Biên hệ thống,  Soạn thảo hệ thống,  Tiện ích hệ thống: Trình biên dịch, Tools,… Hệ thống quản lý thiết bị ngoại vi, Hệ thống quản lý files, Hệ thống chương trình điều khiển: Điều phối nhiệm vụ, Monitor, – – 50 Thành phần • Lưu ý: ngôn ngữ thành phần hệ thống, thành phần hệ thống có số CT dịch • Phân biệt: Chương trình phục vụ hệ thống chương trình ứng dụng 51 4.2- Các kiến trúc HĐH • • • • Kiến trúc Vi nhân Kiến trúc Client- Server Kiến trúc máy ảo Kiến trúc phân lớp – – Mô hình ứng dụng Mô hình thiết kế 4.3 Gọi hệ thống (System Calls) 4.4 Tiến trinh luồng (Process and Thread) 4.5 Boot System 52 $5- GIAO TiẾP NGƯỜI MÁY 53 CÁC HÌNH THÁI GIAO TiẾP 5.1 Dòng lệnh (Command line) 5.2 Bảng chọn (Menu_Popup) 5.3 Biểu tượng (Icon) [...]... quyết định: – Bàn phím, – Máy in 19 Tác động phần mềm lên USER • Đẩy người dùng ra xa máy, nhưng tạo điều kiện để khai thác triệt để và tối ưu thiết bị 16 .6667% 16 .6667% 10 % 10 % 10 % 16 .6667% 10 % 10 % 16 .6667% MTDT 10 % 10 % 10 % 10 % 10 % 16 .6667% 16 .6667% 20 Thay đổi nguyên lý làm việc: Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 21 Tác động phần mềm lên USER • • •... cũng sẽ có sai sót! 14 Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính toán • • Như vậy, để nâng cao năng suất - cần tác động vào MTĐT ∃ các công việc mọi người và ∃ CT đều cần (V/d – Trao đổi vào ra)  tạo sẵn CT mẫu (Standard Programs – SP) cung cấp cùng với máy • Hình thành LSP = {SP} 15 User MTDT 10 % 10 % 10 % 10 % 10 % MTDT 10 % 10 % 16 10 % 10 % 10 % 17 Tác động phần mềm lên phần cứng • Cơ sở hoá hệ lệnh: – – • • •... bài toán phi số của MT, 19 52 - Von Neuman đề xuất tư tưởng xây dựng “CT tự hoàn thiện” , 19 61 – Bell Lab – Các CT trò chơi Animal và Core Ware, Khai thác thực tế các hệ CG: 19 71- 1972 OS – xây dựng từ 19 50, 19 65 - Hệ ĐH nổi tiếng OS IBM 360 33 • • • • Hoàn thiện nhất: Thống kê UNESCO: 73% số công trình không hoàn thành do khâu đặt v/đ, Các HCG khác: Cán bộ chuyên ngành + Cán bộ lập trình, OS: – – Người... Loại hệ thống: • Phân loại: TN hữu hạn và vô hạn khả năng phục vụ 27 – Xử lý theo lô, – Phân chia thời gian, – Thời gian thực 1. 3 - ĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNH • • • Có nhiều góc độ quan sát và đánh giá, Các đối tượng khác nhau có yêu cầu, đòi hỏi khác nhau đối với OS, Xét 4 góc độ: – Của người sử dụng, – Của người lập trình, – Của nhà kỹ thuật, – Của người lập trình hệ thống 28 ĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNH... trình hệ thống Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 31 • • • Đối thoại: để hệ thống gọn nhẹ + linh hoạt, Đối thoại  ∃ ngôn ngữ đối thoại (bằng lời hoặc cử chỉ) Mô phỏng 2 đối tượng con người  là hệ thống trí tuệ nhân tạo, là hệ chuyên gia, 32 $2- Lịch sử HĐH • • • • • • 04 /19 51 xã hội mới biết và tin vào khả năng giải quyết các bài toán phi số của MT, 19 52...Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính toán -Máy tính điện tử đầu tiên ra đời năm 19 44 -19 45, -MTĐT được xây dựng và hoạt động theo nguyên lý Von Neuman: Máy tính được điều khiển bằng chương trình và trong câu lệnh của chương trình người ta chỉ nêu địa chỉ nơi chứa giá trị chứ không nêu trực tiếp giá trị Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính toán MTĐT Hệ lệnh = {Mã lệnh} Command System =... – Hệ thống thích nghi với số lượng và tính đa dạng, – Tốc độ thiết bị ngoại vi không ảnh hưởng đáng kể đến năng suất hệ thống 25 D) Tài nguyên chương trình • • Cần phải có các chương trình cần thiết, Một chương trình được kích hoạt: phục vụ cho nhiều người dùng ( cấu trúc Reenter), • • 26 Khai thác On-Line, RPC, Cách tổ chức chương trình: cấu trúc và đảm bảo cho cấu trúc hoạt động, Nhiệm vụ của hệ. .. – – • • • • • Các lệnh phức tạp như x 1/ 2 x , e ,|x| dần dần được thay thế bằng CT con, Tăng cường các lệnh xử lý bit Tăng tốc độ của MT, Tăng tính vạn năng, Tăng độ tin cậy, Giảm giá thành, Cho phép phân các thiết bị thành từng nhóm độc lập, tăng độ mềm dẻo của cấu hình 18 Tác động phần mềm lên phần cứng • Các yếu tố trên có sự tác động của tiến bộ công nghệ, nhưng phần mềm đóng vai trò quan trọng,... năng bản thân 19 74: 3 công trình xây dựng kỹ thuật tiêu biểu đỉnh cao trí tuệ loài người: Hệ thống ĐT tự động liên lục địa, Hệ thống Appolo đưa người lên mặt trăng, OS IBM 360 34 $3 – CÁC TÍNH CHẤT CHUNG VÀ CÁC NGUYÊN TẮC DỰNG OS 3 .1- Các tính chất: a) b) c) d) e) Tin cậy và chuẩn xác, Bảo vệ, an toàn Kế thừa và thích nghi, Hiệu quả, Thuận tiện 35 Tin cậy và chuẩn xác • Mọi công việc trong hệ thống đều... tạo, Nguyên lý WYSIWYG, Giải phóng người dùng khỏi sự ràng buộc vào thiết bị vật lý cụ thể 1. 2 – Các tài nguyên cơ bản a) Bộ nhớ: Vai trò, Gót chân Asin của hệ thống, Quan trọng: sử dụng như thế nào? • 23 Bảo vệ thông tin? b) PROCESSOR • • • • • 24 Điều khiển máy tính, Thực hiện các phép tính số học, lô gic và điều khiển, Có tốc độ rất lớn (vài chục triệu phép tính / giây), Thông thường có thời gian ... in 19 Tác động phần mềm lên USER • Đẩy người dùng xa máy, tạo điều kiện để khai thác triệt để tối ưu thiết bị 16 .6667% 16 .6667% 10 % 10 % 10 % 16 .6667% 10 % 10 % 16 .6667% MTDT 10 % 10 % 10 % 10 % 10 % 16 .6667%... máy • Hình thành LSP = {SP} 15 User MTDT 10 % 10 % 10 % 10 % 10 % MTDT 10 % 10 % 16 10 % 10 % 10 % 17 Tác động phần mềm lên phần cứng • Cơ sở hoá hệ lệnh: – – • • • • • Các lệnh phức tạp x 1/ 2 x , e ,|x|... thảo hệ thống,  Tiện ích hệ thống: Trình biên dịch, Tools,… Hệ thống quản lý thiết bị ngoại vi, Hệ thống quản lý files, Hệ thống chương trình điều khiển: Điều phối nhiệm vụ, Monitor, – – 50 Thành