+++++ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tìm hiểu Bộ nhớ Ngoài HĐH Linux Nhóm thực hiện: Nhóm Lớp: ĐH Khoa Học Máy Tính – K7 Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội Hà HàNNộội i 2013 2013 Quản lý nhớ HĐH Linux BỘ GIAO ́ DUC ̣ VÀ ĐAO ̀ TAO ̣ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU VỀ QUẢN LÝ BỘ NHỚ NGOÀI TRONG HĐH LINUX NHÓM GV hướng dẫn: Th.s Nguyễn Thanh Hải Nhóm thực gồm thành viên: Lâm Văn Thư Nguyễn Văn Quân Nguyễn Tiến Trung Hà Trọng Tấn Trần Văn Thịnh Hà Nội, Ngày … Tháng … Năm …… MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU I Các khái niệm II Các phương pháp quản lý không gian nhớ tự 1) Phương pháp dùng Bit vector 2) Phương pháp liệt kê (List) 3) Phương pháp lập nhóm (Grouping) 4) Phương pháp đếm (Counting) III Các phương pháp cấp phát không gian nhớ tự .8 1) Cấp phát liên tục (Contiguous) 2) Cấp phát liên kết (Linked) 3) Cấp phát theo số (Index) .10 IV Lập lịch cho đĩa (Disk-scheduling) .12 1) Khái niệm Disk-scheduling 12 2) Một số phương pháp lập lịch 12 a) First come first served (FCFS) 12 b) Shortest Seek Time First (SSTF) 12 c) Thuật toán Scan 12 d) Thuật toán C-Scan 13 e) Thuật toán Look 13 f) Thuật toán C-Look 13 V Một số hệ thống file Linux 14 1) Giới thiệu 14 2) Hệ thống Ext2 14 3) Hệ thống Ext3 15 4) Hệ thống Ext4 16 Quản lý nhớ HĐH Linux KẾT LUẬN 17 LỜI MỞ ĐẦU Linux tên gọi hệ điều hành máy tính mã nguồn mở tên hạt nhân hệ điều hành Phiên Linux Linus Torvalds viết vào năm 1991, lúc ông sinh viên Đại học Helsinki Phần Lan Ông làm việc cách hăng say vòng năm liên tục cho đời phiên Linux vào năm 1994 Bộ phận chủ y ếu phát triển tung thị trường quyền GNU General Public License Do mà tải xem mã nguồn Linux Một cách xác, thuật ngữ “Linux” sử dụng để Nhân Linux, tên sử dụng cách rộng rãi để miêu tả tổng thể hệ điều hành giống Unix tạo việc đóng gói nhân Linux với thư viện công c ụ GNU, phân phối Linux Thực tế tập hợp số lượng lớn phần mềm máy chủ web, ngôn ngữ lập trình, hệ quản trị sở liệu, môi trường làm việc desktop GNOME KDE, ứng dụng thích hợp cho công việc văn phòng OpenOffice hay LibreOffice Khởi đầu, Linux phát triển cho dòng vi xử lý 386, hệ điều hành hỗ trợ số lượng lớn kiến trúc vi xử lý, sử dụng nhiều ứng d ụng khác từ máy tính cá nhân siêu máy tính thiết bị nhúng nh máy điện thoại di động Ban đầu, Linux phát triển sử dụng người say mê Tuy nhiên, Linux có hỗ trợ công ty lớn IBM HewlettPackard, đồng thời bắt kịp phiên Unix độc quyền chí thách thức thống trị Microsoft Windows số lĩnh vực Sở dĩ Linux đạt thành công cách nhanh chóng nhờ vào đặc tính bật so với hệ thống khác: chi phí phần cứng thấp, tốc độ cao (khi so sánh với phiên Unix độc quyền) khả bảo mật tốt, độ tin cậy cao (khi so sánh với Windows) đặc điểm giá thành rẻ, không bị phụ thuộc vào nhà cung cấp Một đặc tính trội phát triển mô hình phát triển phần mềm nguồn mở hiệu Tuy nhiên, số lượng phần cứng hỗ trợ Linux khiêm tốn so với Windows Vì trình điều khiển thiết bị tương thích với Windows nhiều Linux Mong tương lai linux phát triển mạnh Quản lý nhớ HĐH Linux I Các khái niệm - Bộ nhớ: + Bộ nhớ trung tâm để điều khiển hệ thống máy tính đại + Cpu lấy thị từ nhớ dựa theo giá trị đếm chương trình - Bộ nhớ ngoài: + Gồm thiết bị như: Thẻ nhớ, ổ cứng, usb, hard disk, floppy disk, compact disk, digital video disk… - Lý phải quản lý nhớ ngoài: Khi cần lưu trữ chương trình liệu, hệ thống máy tính cần sử dụng nhớ (đĩa từ, băng từ…) Nhiệm vụ hệ điều hành phải đảm bảo chức sau: + Quản lý không gian nhớ tự nhớ (Free space mange) + Cấp phát không gian nhớ tự (Allocation methods) + Cung cấp khả định vị nhớ + Lập lịch cho nhớ (Disk scheduling) - Sơ lược cấu trúc nguyên tắc hoạt động đĩa từ: + Cấu tạo đĩa từ: Xét cấu trúc vật lý đĩa từ đĩa từ bao gồm hay nhiều đĩa đặt đồng trục Mỗi mặt đĩa chia thành rãnh đồng tâm gọi track , track chia thành cung gọi sector Tập hợp track cung thứ tự mặt đĩa gọi Cylinder Trên mặt đĩa có đầu từ đọc hay ghi liệu (read hay write heads) Để điều khiển đầu từ đọc hay ghi liệu cần có trình để điều khiển đĩa (disk controler) + Thư mục thiết bị: Thông tin đĩa đĩa tham chiếu thành phần: Ổ đĩa, mặt đĩa, track, sector… Thư mục thiết bị cho biết đĩa gồm thông tin gì, độ dài kiểu, người sở hữu, th ời điểm khởi tạo, vị trí, phân bố không gian nào? Thư mục thiết tạo đĩa vùng nhớ đĩa Quản lý nhớ HĐH Linux Hình mô tả cấu trúc đĩa từ Quản lý nhớ HĐH Linux II Các phương pháp quản lý không gian nhớ tự 1) Phương pháp dùng Bit vector Không gian đĩa chia thành khối (block) đánh số từ max Vd: Đĩa mềm 44Mb, mặt, 80 track/1mặt, 18 sector/1track đánh số sau: Mỗi khối đĩa sử dụng 1bit để đánh dấu trạng thái Khối đĩa sử dụng bit trạng thái có giá trị 1, chưa sử dụng có giá trị Tập hợp ký hiệu 0, tạo thành bit vector (bitmap) Đọc thông tin bitmap hệ điều hành xác định không gian tự đĩa Vd: Cho không gian đĩa từ hình 1, khối 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 143, 17, 18, 25, 26, 27 khối đĩa tự Khi bitmap quản lý không gian nhớ tự do: 11000011000000111001111110001111…