01 intro nguyên lý hệ điều hành

Lịch sử phát triển HĐH Giai đoạn 45-55 Máy tính dùng bóng chân không lập trình qua bảng cắm mạch Do H.Aiken, J.V.Neuman, J.P Eckert, W Mauchley, K.Zuse Ngôn ngữ: mã máy Cha có khái niệm HĐH Lịch sử phát triển HĐH Giai đoạn 55-65 Máy tính dùng mạch bán dẫn (vd: IBM 1401) Chơng trình nạp qua giấy đục lỗ, băng từ HĐH: khả xử lý theo lô Ngôn ngữ lập trình: hợp ngữ, fortran Lịch sử phát triển HĐH Giai đoạn 65-80 Máy tính dùng mạch tích hợp (IBM 360) HĐH có khả xử lý đa nhiệm Xuất Unix, đầu 70s Lịch sử phát triển HĐH Giai đoạn 80-00 Máy tính dùng mạch tích hợp cỡ lớn (LSI, VLSI) HĐH giành cho máy cá nhân Giữa 80s: HĐH mạng phân tán cho mạng máy trạm nối với Các thành phần hệ thống Các ứng dụng Compiler Editor Command shell Hệ điều hành Ngôn ngữ máy Micro program Thiết bị vật lý Khái niệm HĐH Định nghĩa: hệ thống hỗ trợ ngời dùng quản lý điều khiển tài nguyên hệ thống Tiến trình (process) chơng trình chạy nhớ đợc quản lý HĐH qua số hiệu (PID) HĐH đơn nhiệm: tiến trình đợc phép chạy Cần phải kết thúc tiến trình để chạy tiến trình khác Khái niệm HĐH HĐH đa nhiệm: tồn nhiều tiến trình đợc chạy nằm nhớ Đa nhiệm u tiên: Mỗi tiến trình đợc lần lợt phân chia khoảng thời gian CPU định tài nguyên hệ thống để chạy Nếu hết khoảng thời gian đó, tiến trình phải xếp hàng chờ lần Đa nhiệm không u tiên: tiến trình đợc lần lợt giao quyền điều khiển CPU tài nguyên phải tự nhả thực xong phần việc.\ Tiến trình Một tiến trình bị dừng tạm thời HĐH chuyển qua chạy tiến trình khác Một tiến trình sinh tiến trình Các tiến trình trao đổi với thông qua signal (~ software interrupt) HĐH lu bảng tiến trình để nhớ trạng thái hoạt động Cơ chế dùng signal cho phép tiến trình làm việc khác chờ .Tiến trình HĐH đa ngời dùng: tồn nhiều tiến trình thuộc nhiều ngời dùng khác chạy hệ thống Bảo vệ thông tin: tiến trình chứa UID, GID; dùng để kiểm soát việc trao đổi liệu với tiến trình khác File Th mục tệp DOS: cấu trúc đĩa xác định Unix: thứ tệp Các thiết bị vào ra: tệp kiểu khối, kiểu ký tự .File Thao tác với tệp: quyền thâm nhập RWX file handle File kiểu block ký tự files đặc biệt: standard input standard output standard error Tệp đờng ống System calls Dùng để yêu cầu HĐH thực nhiệm vụ Quy trình thực hàm th viện HT: Lu tham số vào vùng nhớ, ghi Gọi lệnh bẫy HĐH thực nhiệm vụ HĐH đặt kết vào ghi/bộ nhớ gọi lệnh kết thúc bẫy, quay trở lại hàm th viện Hàm th viện lấy kết quả, trả lại cho ngời gọi Hệ vỏ Là trình thông dịch lệnh ngời dùng thực gọi hàm th viện hệ thống tơng ứng Có thể tồn nhiều hệ vỏ chạy lúc Hệ lõi Là mã HĐH, nơi thực yêu cầu từ th viện hệ thống Thiết kế độc lập hệ vỏ Chỉ tồn hệ lõi đợc chạy Kiến trúc HĐH Kiến trúc đơn tầng HĐH đợc viết nh tập hàm dịch vụ, gọi đợc lẫn Chế độ chạy dựa vào khả chạy CPU mức user kernel Quy trình: Chơng trình ngời dùng gọi lệnh bẫy hệ thống; CPU chuyển qua chế độ kernel HĐH kiểm tra bảng thông số gọi hàm dịch vụ tơng ứng Kết điểu khiển đợc trả chơng trình ngời dùng; CPU chuyển lại user mode Kiến trúc HĐH Hệ thống phân tầng: tầng 5: tiến trình vận hành hệ thống tầng 4: chơng trình ngời dùng tầng 3: quản lý input/output tầng 2: quản lý liên lạc tiến trình tầng quản lý nhớ (cả BN ngoài) tầng phân phối XL QL đa nhiệm Kiến trúc HĐH Mô hình client-server (micro kernel) Tiến trình server tiến trình client Client gọi dịch vụ gửi gói thông báo tới server Client server máy Khái niệm HĐH phân tán Dạo qua hệ điều hành Hệ điều hành máy trạm: quản lý, điều hành tài nguyên cục nối mạng để chia sẻ tài nguyên (tệp, máy in) mức hạn chế Hệ điều hành mạng: quản lý, điều hành tài nguyên mạng cho phép nhiều ngời sử dụng quản lý quyền thâm nhập khảo sát: Netware, Windows NT, Unix Netware Môi trờng làm việc: HĐH máy chủ không cung cấp môi trờng làm việc nh trạm cuối chơng trình dịch vụ chạy máy chủ phải đợc phát triển theo dạng module riêng biệt NLM (netware loadable module) Chức năng: chủ yếu hoạt động nh file/printer server (chia sẻ tài nguyên đĩa/máy in máy chủ) dịch vụ intranet (web, ftp, mail) đợc bổ sung từ ver 4.11 .Netware Tính đa nhiệm: chơng trình dạng NLM chạy đồng thời theo chế độ đa nhiệm u tiên Tính đa ngời dùng: máy chủ không tồn tiến trình ngời dùng máy trạm tính đa ngời dùng dừng mức chia sẻ tài nguyên liệu theo mô hình client-server máy trạm máy chủ chơng trình đặt đĩa cứng máy chủ đợc tải chạy máy trạm, gọi Windows NT Môi trờng làm việc: ngời dùng hệ thống trực tiếp làm việc máy chủ nh máy trạm (nếu đợc phép) Tuy nhiên môi trờng tài nguyên cục khác Chức năng: chủ yếu hoạt động nh file/printer server (chia sẻ tài nguyên đĩa/máy in máy chủ) dịch vụ intranet (web, ftp, mail) đợc cài nh dịch vụ bổ sung cài thêm dịch vụ Terminal server để ngời dùng máy trạm (với Terminal client) chạy trực tiếp chơng trình máy chủ nh ngồi máy chủ Windows NT Tính đa nhiệm: chế độ đa nhiệm u tiên Tính đa ngời dùng: bình thờng, máy chủ không tồn tiến trình ngời dùng máy trạm chơng trình đặt đĩa cứng máy chủ đợc tải chạy máy trạm, gọi Tính đa ngời dùng dừng mức chia sẻ tài nguyên liệu theo mô hình client-server máy trạm máy chủ cài thêm Terminal server (win2000): ngời dùng máy trạm chạy tiến trình máy chủ Unix Môi trờng làm việc: đồng máy chủ máy trạm Chức năng: chia sẻ tài nguyên liệu tính toán máy chủ hoạt động theo mô hình file/printer server cho máy chạy Win, cài samba file server .Unix Tính đa nhiệm: chế độ đa nhiệm u tiên Tính đa ngời dùng: nhiều ngời dùng đăng nhập cục bộ/từ xa chạy tiến trình máy chủ [...]... Client và server có thể trên cùng 1 máy Khái niệm về HĐH phân tán Dạo qua các hệ điều hành Hệ điều hành máy trạm: quản lý, điều hành các tài nguyên cục bộ có thể nối mạng để chia sẻ tài nguyên (tệp, máy in) ở mức hạn chế Hệ điều hành mạng: quản lý, điều hành tài nguyên trong mạng cho phép nhiều ngời sử dụng và quản lý các quyền thâm nhập sẽ khảo sát: Netware, Windows NT, Unix Netware Môi trờng... gọi lệnh bẫy hệ thống; CPU chuyển qua chế độ kernel HĐH kiểm tra bảng thông số và gọi hàm dịch vụ tơng ứng Kết quả và điểu khiển đợc trả về chơng trình ngời dùng; CPU chuyển lại về user mode Kiến trúc một HĐH Hệ thống phân tầng: tầng 5: tiến trình vận hành hệ thống tầng 4: chơng trình ngời dùng tầng 3: quản lý input/output tầng 2: quản lý liên lạc giữa tiến trình tầng 1 quản lý bộ nhớ (cả... bẫy, quay trở lại hàm th viện Hàm th viện lấy kết quả, trả lại cho ngời gọi Hệ vỏ Là trình thông dịch các lệnh của ngời dùng và thực hiện gọi các hàm th viện hệ thống tơng ứng Có thể tồn tại nhiều hệ vỏ cùng chạy 1 lúc Hệ lõi Là mã của HĐH, nơi thực hiện các yêu cầu từ th viện hệ thống Thiết kế độc lập hệ vỏ Chỉ tồn tại 1 hệ lõi đợc chạy Kiến trúc một HĐH Kiến trúc đơn tầng HĐH đợc viết nh một... cứng máy chủ sẽ đợc tải về và chạy tại máy trạm, khi gọi Windows NT Môi trờng làm việc: ngời dùng của hệ thống có thể trực tiếp làm việc trên máy chủ nh một máy trạm (nếu đợc phép) Tuy nhiên môi trờng tài nguyên cục bộ là khác nhau Chức năng: chủ yếu hoạt động nh một file/printer server (chia sẻ tài nguyên đĩa/máy in tại máy chủ) các dịch vụ intranet (web, ftp, mail) đợc cài nh những dịch vụ bổ sung... nh một file/printer server (chia sẻ tài nguyên đĩa/máy in tại máy chủ) các dịch vụ intranet (web, ftp, mail) đợc bổ sung từ ver 4.11 .Netware Tính đa nhiệm: các chơng trình dạng NLM chạy đồng thời theo chế độ đa nhiệm u tiên Tính đa ngời dùng: trên máy chủ không tồn tại tiến trình nào của ngời dùng tại máy trạm tính đa ngời dùng chỉ dừng ở mức chia sẻ tài nguyên dữ liệu theo mô hình client-server... chạy tại máy trạm, khi gọi Tính đa ngời dùng chỉ dừng ở mức chia sẻ tài nguyên dữ liệu theo mô hình client-server giữa máy trạm và máy chủ khi cài thêm Terminal server (win2000): ngời dùng máy trạm có thể chạy các tiến trình trên máy chủ Unix Môi trờng làm việc: đồng nhất đối với máy chủ và máy trạm Chức năng: chia sẻ tài nguyên dữ liệu và tính toán tại máy chủ cũng có thể hoạt động theo mô hình