Đại Học Quốc Gia TP HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Khoa Học Kỹ Thuật Máy Tính Vietnam National University – HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Computer Science and Computer Engineering Đề cương mơn học HỆ ĐIỀU HÀNH (Operating Systems) Số tín (2.2.5) Số tiết Tổng: 60 Môn ĐA, TT, LV Tỉ lệ đánh giá Hình thức đánh giá Mơn tiên BT: 10% TN: 10% KT: % BTL: 30% Thi cuối kỳ: Trắc nghiệm + tự luận, 90 phút MSMH LT: 30 TH: CO2017 TN: 30 BTL/TL: X Thi: 50% Mơn học trước Mơn song hành CTĐT ngành Trình độ đào tạo Năm thứ hai chuyên ngành KHMT, hệ Đại học Năm thứ ba chuyên ngành KTMT, hệ Đại học Đại học Cấp độ môn học Ghi khác Mục tiêu môn học Môn học nhằm truyền đạt đến người học kiến thức kỹ lĩnh vực Hệ Điều Hành, bao gồm: Quá trình đồng thời, loại trừ tương hỗ đồng cho trình đồng thời, định thời xử lý, nhớ thực, nhớ ảo, phân đoạn, phân trang, thay trang, hệ thống file, journaling, Virtual Machine Monitor, an ninh bảo vệ Thực hành thực nghiệm mô (ngôn ngữ C, Python) Aims: This course aims to provide students with knowledge and skills in the field of operating systems, including: Synchronization, concurrency processing between processes; CPU scheduling; Virtual memory: segmentation, paging, page replacement; File Systems, Journaling, Virtual Machine Monitor, security and protection Practice and simulation experiments (C, Python) Nội dung tóm tắt mơn học Ảo hóa CPU: chế, sách; Ảo hóa nhớ: phân đoạn, phân trang, thay trang; Concurrency: lock, biến điều kiện, semaphore; Hệ thống file: file thư mục, ghi nhật ký, Sun’s 1/4 Network File System (NFS), Virtual Machine Monitors Course outline: Virtualization: CPU scheduling; Virtual memory: Paging, Segmentation, Page Replacement; Concurrency: lock, condition variables, semaphore; Persistence: File and directories, Journaling, Sun’s Network File System (NFS), Virtual Machine Monitors Tài liệu học tập [1] Remzi H Arpaci-Dusseau and Andrea C Arpaci-Dusseau, Operating Systems: Three Easy Pieces, http://pages.cs.wisc.edu/~remzi/OSTEP/, 2014 Sách tham khảo: [2] Silberschatz, Galvin, and Gagne, Operating System Concepts [3] Tanenbaum, Modern Operating Systems [4] Stallings, Operating Systems – Internals and Design Principles Hiểu biết, kỹ năng, thái độ cần đạt sau học môn học Chuẩn đầu môn học Định nghĩa chức hệ điều hành theo nhu cầu cụ thể STT L.O.1 Áp dụng chế thích hợp để thực hệ thống đồng thời mơ tả 1.1.2 tiện ích chế L.O.2 L.O.3 So So sánh làm bật giải thuật thông dụng để định thời công việc hệ điều hành 4.5.2 - So sánh làm bật giải pháp khác tổ chức hệ thống tập tin, đưa ưu / khuyết điểm giải pháp 4.5.2 L.O.4 L.O.5 CDIO 1.1.2 No Giải thích kỹ thuật nhớ ảo cách thực phần cứng lẫn 111.1.2 phần mềm L.O.1 Course learning outcomes CDIO Define the functionality that a modern operating system must deliver to 1.1.2 meet a particular need L.O.2 Apply mechanisms that are useful to realize concurrent systems and 1.1.2 describe the benefits of each L.O.3 Compare and contrast the common algorithms used for both preemptive and non-preemptive scheduling of tasks in operating systems L.O.4 L.O.5 Explain virtual memory and its realization in hardware and software 4.5.2 111.1.2 Compare and contrast different approaches to file organization, recognizing the strengths and weaknesses of each 4.5.2 2/4 Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học Bài tập thực hành: 20% Bài tập lớn: 30% Thi: 50%, 90 phút, trắc nghiệm Dự kiến danh sách Cán tham gia giảng dạy TS Lê Thanh Vân Nội dung chi tiết Tuần / Chương Nội dung Giới thiệu Hệ Điều Hành Ảo hóa CPU: chế - Quá trình - API cho trình - Cơ chế LDE (Limited Direct Execution) Ảo hóa CPU: sách - Multi-Level Feedback Queue Ảo hóa nhớ: khơng gian địa - Cơ chế: chuyến đổi địa - Phân đoạn - Quản lý khơng gian trống Ảo hóa nhớ - Phân trang - Chuyển đổi địa nhanh hơn: TLB Ảo hóa nhớ - Làm cho bảng phân trang nhỏ - Các chế - Các sách Concurrency - API cho thread - Lock Concurrency - Cấu trúc liệu đồng thời dựa lock - Biến điều kiện Concurrency - Semaphore - Deadlock Persistence - Thiết bị I/O Chuẩn đầu chi tiết Thảo luận đối chiếu ý niệm ảo hóa trừu tượng hóa Hoạt động dạy học [Cho tất chương] Sử dụng slide Giảng lý thuyết Sinh viên làm tập kiểm tra hiểu biết nội dung buổi học Đầu buổi học có phần kiểm tra phần nội dung trước hình thức câu hỏi-trả lời Đối chiếu sách định thời FIFO MLFQ So sánh ưu nhược điểm phân trang phân đoạn Hoạt động đánh giá Kiểm tra kỳ Kiểm tra kỳ Lab Kiểm tra kỳ, Bài tập Lab Thảo luận nguyên lý locality vai trò giải thuật thay trang Kiểm tra kỳ Mô tả cách đánh giá lock Kiểm tra cuối kỳ Giải thích cần thiết biến điều kiện việc thiết kế chương trình multithreaded Định nghĩa semaphore Mơ tả kỹ thuật trừu tượng hóa thiết Bài tập lớn Kiểm tra cuối kỳ, Bài tập lớn Kiểm tra cuối kỳ Kiểm tra cuối kỳ 3/4 Tuần / Chương 10 11 Nội dung - Ổ đĩa cứng - RAID Persistence - File directory - Hiện thực file Persistence - Locality Fast File System - FSCK Journaling Sun’s Network File System (NFS) 12 Virtual Machine Monitors 13 An ninh bảo vệ 14 Ôn tập Chuẩn đầu chi tiết kế Linux file system software stack Giải thích file trừu tượng hóa (ví dụ như) ổ đĩa Mô tả ý tưởng chinh journaling Giải thích NFSv2 sử dụng giao thức ‘stateless’? Trình bày system call flow trường hợp khơng / có ảo hóa Giải thích chế có hệ điều hành để kiểm soát truy cập tài nguyên Hoạt động dạy học Hoạt động đánh giá Kiểm tra cuối kỳ Kiểm tra cuối kỳ Kiểm tra cuối kỳ Bài tập lớn Kiểm tra cuối kỳ, Bài tập lớn Kiểm tra cuối kỳ Thông tin liên hệ Bộ môn/Khoa phụ trách Hệ Thống Mạng Máy Tính Văn phòng Điện thoại Giảng viên phụ trách TS Lê Thanh Vân Email TP Hồ Chí Minh, ngày TRƯỞNG KHOA CHỦ NHIỆM BỘ MÔN tháng năm 2015 CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG 4/4 ... độ cần đạt sau học môn học Chuẩn đầu môn học Định nghĩa chức hệ điều hành theo nhu cầu cụ thể STT L.O.1 Áp dụng chế thích hợp để thực hệ thống đồng thời mơ tả 1.1.2 tiện ích chế L.O.2 L.O.3 So... L.O.3 So So sánh làm bật giải thuật thông dụng để định thời công việc hệ điều hành 4.5.2 - So sánh làm bật giải pháp khác tổ chức hệ thống tập tin, đưa ưu / khuyết điểm giải pháp 4.5.2 L.O.4 L.O.5... tập thực hành: 20% Bài tập lớn: 30% Thi: 50%, 90 phút, trắc nghiệm Dự kiến danh sách Cán tham gia giảng dạy TS Lê Thanh Vân Nội dung chi tiết Tuần / Chương Nội dung Giới thiệu Hệ Điều Hành Ảo