Slide này là cái nhìn tổng quan nhất về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của một chiếc máy tính. Đồng thời giúp chúng ta hiểu hơn về hệ điều hành, một thành phần không thể thiếu đối với một máy tính cơ bản. Slide gồm 2 phần : Kiến trúc máy tính và hệ điều hành Phần 1: Kiến trúc máy tính Chương 1: giới thiệu chung. Chương 2: Kiến trúc, tổ chức và quản lý bộ nhớ. Chương 3: Hệ thống BUS và thiết bị ngoại vi. Phần 2: Hệ điều hành Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành. Chương 2: Một số dịch vụ cơ bản của hệ điều hành. Chương 3: Tiến trình và điều độ tiến trình. Chương 4: Quản lý bộ nhớ. Chương 5: Quản lý tệp và thư mục.
Computer Architecture & Operating Systems KIẾN TRÚC MÁY TÍNH & HỆ ĐIỀU HÀNH Nguyễn Trung Đồng Tel 098 341 0866 Email: dongnt@hn.vnn.vn Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH & HỆ ĐIỀU HÀNH Phần I – Kiến trúc máy tính Chương 1: Chương 2: Chương 3: Chương 4: Giới thiệu chung Khối xử lý trung tâm tập lệnh Kiến trúc, tổ chức quản lý nhớ Hệ thống BUS thiết bị ngoại vi Phần II Hệ điều hành Chương 1: Chương 2: Chương 3: Chương 4: Chương 5: Tổng quan hệ điều hành Một số dịch vụ hệ điều hành Tiến trình điều độ tiến trình Quản lý nhớ Quản lý tệp tin thư mục Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỆ ĐIỀU HÀNH Phần KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (Computer Architecture) Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Tài liệu tham khảo (KTMT) [1] [2] 3 4 5 6 Nguyễn Trung Đồng Giáo trình Kiến trúc máy tính – trang web http://www.tailieu.vn Hoàng Xuân Dậu Bài giảng Kiến trúc máy tính Nguyễn Trung Đồng Giáo trình Kỹ thuật Vi xử lý – NXB KHKT Hà Nội 2010 James M Feldman, Charles T Retter Computer Architecture – MITPress & McGraw Hill, Singapore 1994 David Hergert, Nancy Thibeault PC Architecture from Assembly langueage to C – Prentice-Hall, Inc New Jersey 1997 Kai Hwang Advanced Computer Architecture Parallelism Scalability Programmability – McGraw-Hill International Editions – 1993 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Kiến trúc Tổ chức máy tính Kiến trúc máy tính nghiên cứu thuộc tính hệ thống mà người lập trình nhìn thấy được, thuộc tính định trực tiếp đến việc thực thi chương trình tính toán, xử lý liệu Cấu trúc tổ chức máy tính nghiên cứu thành phần chức kết nối chúng để tạo nên máy tính, nhằm thực chức tính kỹ thuật kiến trúc Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture Nguyên lý kiến trúc Von Neumann 31/07/2013 Lệnh (Instruction) liệu (Data) phải lưu giữ nhớ ghi/đọc Từng ô nhớ nhớ phải định vị địa Sự định vị địa không phụ thuộc vào nội dung ô nhớ Chương trình xử lý, giải toán phải thực từ lệnh đến lệnh tiếp theo, từ lệnh bắt đầu đến lệnh cuối Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture Kiến trúc Harward 31/07/2013 Kiến trúc máy tính Harvard chia nhớ thành hai phần riêng rẽ: Bộ nhớ lưu chương trình (Program Memory) Bộ nhớ lưu liệu (Data Memory) Hai hệ thống bus riêng sử dụng để kết nối CPU với nhớ lưu chương trình nhớ lưu liệu Mỗi hệ thống bus có đầy đủ ba thành phần để truyền dẫn tín hiệu địa chỉ, liệu điều khiển Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture Cấu trúc hệ thống máy tính 31/07/2013 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 10 Cấu trúc thư mục dạng hai cấp Mỗi người dùng có thư mục riêng Các người dùng khác có tập tin với tên Cấu trúc cô lập người dùng từ người dùng khác 33 Cấu trúc thư mục dạng 33 Cấu trúc thư mục dạng đồ thị không chứa chu trình Có chung thư mục file 34 Cấu trúc thư mục dạng đồ thị tổng 34 quát1 34 Thông tin thư mục thiết bị Tên Kiểu Địa Độ dài Độ dài lớn Thời gian lần truy cập cuối (để lưu trữ) Thời gian lần cập nhật cuối (for dump) ID người chủ tệp Các thông tin bảo vệ Các thao tác thư mục Tìm tệp Tạo tệp Xóa tệp Liệt kê nội dung thư mục Đổi tên tệp Duyệt toàn hệ thống tệp 34 Cần tổ chức thư mục để đạt được: Tính hiệu quả: tìm thấy tệp nhanh chóng Tên tệp mang lại tiện lợi cho người dùng Hai NSD đặt tên cho hai tệp khác Một tệp có nhiều tên khác Nhóm tệp: Các tệp nhóm lại dựa thuộc tính (ví dụ nhóm tệp chương trình nguồn Java, nhóm tệp thực ) 34 CÁC PHƯƠNG PHÁP CÀI ĐẶT HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN BẢNG DANH MỤC QUẢN LÝ THƯ MỤC, TẬP TIN Lưu trữ thông tin liên quan đến tập tin thư mục tồn đĩa(hoặc thiết bị lưu trữ khác) Bảng danh mục gồm nhiều entry, entry lưu thông tin tên, thuộc tính, vị trí lưu trữ, tập tin hay thư mục Khi có tập tin/thư mục tạo ra, HĐH dùng entry bảng danh mục để chứa thông tin Khi tập tin/thư mục xóa khỏi đĩa HĐH giải phóng entry bảng danh mục 34 BẢNG DANH MỤC QUẢN LÝ THƯ MỤC, TẬP TIN Số lượng entry bảng dnah mục cố định không cố định Bảng danh mục thường lưu trữ không gian đặc biệt đĩa Trong trình hoạt động bảng danh mục thường HĐH nạp từ đĩa vào nhớ để sẵn sàng cho việc truy xuất file HĐH sau 34 Bảng phân phối vùng nhớ HĐH chia không gian đĩa thành khối (block) có kích thước Nội dung file chia thành block kích thước block đĩa trừ block cuối Khi lưu tập tin đĩa HĐH cấp vừa đủ số block để lưu trữ tập tin HĐH tổ chức bảng phân phối vùng nhớ để lưu giữ dãy khối đĩa cấp phát cho tập tin hay thư mục 34 Các phương pháp cấp phát vùng nhớ Cấp phát liên tục: lưu trữ tập tin dãy block liên tiếp 34 Các phương pháp cấp phát vùng nhớ Cấp phát theo danh sách liên kết: sử dụng danh sách liên kết block để quản lý block chứa file Word block đĩa sử dụng trỏ trỏ đến block Kích thước block đĩa lớn kích thước block file word 34 Các phương pháp cấp phát vùng nhớ Cấp phát theo danh sách liên kết sử dung Index: Tất trỏ liên kết block lưu vào vị trí gọi khối mục Mỗi tập tin có khối mục nó, mảng địa block đĩa lưu tập tin 35 I-NODES 35 HĐH thiết kế bảng nhỏ để theo dõi block file gọi I-nodes Một I-nodes gồm phần: Phần chứa thuộc tính tập tin Phần chia làm phần nhỏ Phần nhỏ thứ gồm 10 phần tử, phần tử chứa địa khối liệu tập tin Phần tử thứ 11 chứa địa gián tiếp cấp (single indirect) Phần tử thứ 12 chứa địa gián tiếp cấp (double indirect) Phần tử thứ 13 chứa địa gián tiếp cấp (double indirect) I-NODES Địa gián tiếp cấp 1: Chứa địa khối, khối chứa bảng từ 210 đến 232 phần tử mà phần tử chứa địa khối liệu tập tin Địa gián tiếp cấp 2: chứa địa bảng khối địa gián tiếp cấp Địa gián tiếp cấp 3: chứa địa bảng khối địa gián tiếp cấp 35 [...]... technology Biểu diễn thông tin trong máy tính và Các hệ đếm Bản chất vật lý của thông tin được biểu diễn trong các hệ thống xử lý số thông tin, dữ liệu Biểu diễn các giá trị “0” và “1” của hệ đếm nhị phân Biểu diến các giá trị logic “false” và “true” Các chuấn biểu diễn theo công nghệ vi mạch Chuyển đổi mức tín hiệu biểu diễn thông tin trong các vi mạch với công nghệ chế tạo khác nhau Các loại... trữ dữ liệu: Muốn công việc xử lý dữ liệu đạt hiệu quả cao, máy tính phải có khả năng lưu trữ tạm thời dữ liệu và lưu trữ dữ liệu dài hạn 3 Di chuyển dữ liệu: Để phục vụ việc xử lý, dữ liệu phải có thể di chuyển từ điểm này tới điểm khác bên trong máy tính, phải có khả năng trao đổi dữ liệu với môi trường bên ngoài 4 Điều khiển: Các tác vụ máy tính thực hiện phải được điều khiển … 12 Nguyễn Trung Đồng... Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 16 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 17 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC BỘ XỬ LÝ CỦA HÃNG INTEL® (tính riêng với các loại được phát triển thành Máy vi tính) Không kể chip -slide, µP4004, µP4040, µP8080, µP8085 và Single Chip µComputer 1 16-bit Processors and Segmentation (1978) 16-bit processors, the 8086 and 8088 2 The Intel® 286 Processor (1982) The Intel... cơ số đếm Một dữ liệu số theo hệ đếm nhị phân được biểu diễn theo dạng chuẩn tắc như sau: N = F * 2E trong đó: (Mantissa) F là phần định trị được chuẩn hóa E là phần đặc tính (Exponent - số mũ) MSB S Các bit thể hiện phần đặc tính E Các bit thể hiện phần định trị F 23 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Chuẩn IEEE 754 được dùng rộng rãi trong khoa học máy tính hiện nay Trong cách biểu... 31/07/2013 II Bộ xử lý trung tâm và tập lệnh 31 31/07/2013 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 32 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Đơn vị xử lý trung tâm (CPU) ACC TMP CU IR Z(tmp) ALU PC MAR FR MBR 33 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 34 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Kết nối các thành phần chức năng máy tính qua hệ thống BUS 35 Nguyễn Trung Đồng... 31/07/2013 Chức năng của máy tính Thực hiện chương trình thông qua xử lý một tập lệnh do người lập trình cung cấp Chương trình là tập hợp các lệnh được người lập trình chọn lọc và sắp xếp theo một tuần tự chặt chẽ thông qua nguyên tắc xử lý, giải quyết một vấn đề cụ thể (hay còn gọi là thuật giải) 1 Xử lý dữ liệu: Xử lý các yêu cầu của con người/thiết bị trên cơ sở các dữ liệu được nhập vào Đây là chức năng... máy tính Biểu diễn dữ liệu là số nguyên có dấu: Giả sử dùng 2 bytes (16 bits) để biểu diễn một số nguyên có dấu, bit cao nhất (MSB – Most SigniFicant Bit) được dùng để đánh dấu Số dương có bit dấu S = “0”, số âm có bit dấu S = “1” D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 S x x x x x x x x x x x x x x x Dấu phẩy động được dùng rất phổ biến, giá trị thực được thể hiện nhờ việc thêm vào... thông tin không số Có hai loại mã phổ cập nhất được sử dụng là mã ASCII và EBCDIC Mã ASCII (American Standard Code For InFormation Interchange) dùng 7 bits để mã hoá các ký tự Mã EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) dùng cả 8 bits (1 Byte) để mã hoá thông tin Loại mã được dùng trong ngành bưu điện, trong các máy teletype là mã BAUDOT, chỉ sử dụng 5 bits để mã hoá thông tin 26... định trị F 23 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Chuẩn IEEE 754 được dùng rộng rãi trong khoa học máy tính hiện nay Trong cách biểu diễn này, phần định trị có dạng 1.F với số 1 được ẩn và F là phần số lẻ S E (8 bits) F1 F2 D30 D23 D22 D21 ……… S E (10 bits) F1 F2 F51 F52 D63 D62—D53 D51 D50 ……… D1 D31 F22 F23 D1 D0 D0 24 Nguyễn Trung Đồng Computer Architecture 31/07/2013 Mở rộng Mở