Bài giảng Hệ điều hành - Chương 2: Cấu trúc hệ điều hành giúp người học có thể biết được các thành phần của hệ điều hành, hiểu được các dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp, hiểu được cấu trúc của một hệ thống máy tính. Mời các bạn cùng tham khảo.
HỆ ĐIỀU HÀNH Chương Cấu trúc hệ điều hành 1/17/2018 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Câu hỏi ôn tập chương Nêu cấu trúc hệ thống máy tính? HĐH có chức nào? Theo góc độ hệ thống xử lý, HĐH phân thành loại? Kể tên? Những yêu cầu hệ điều hành hệ thống chia sẻ thời gian? Định nghĩa hệ điều hành? 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Mục tiêu chương Biết thành phần hệ điều hành Hiểu dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp Hiểu cấu trúc hệ thống máy tính 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Nội dung chương Các thành phần hệ điều hành Các dịch vụ hệ điều hành cung cấp Lời gọi hệ thống (System call) Các chương trình hệ thống (System programs) Cấu trúc hệ thống Máy ảo (Virtual machine) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Các thành phần hệ điều hành Quản lý tiến trình Quản lý nhớ Quản lý file Quản lý hệ thống I/O Quản lý hệ thống lưu trữ thứ cấp Hệ thống bảo vệ Hệ thống thông dịch lệnh 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Quản lý tiến trình Tiến trình (hay Quá trình) gì? Tiến trình khác chương trình điểm gì? 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Quản lý tiến trình Để hồn thành cơng việc, tiến trình cần: CPU Bộ nhớ File Thiết bị I/O,… Các nhiệm vụ chính: Tạo hủy tiến trình Tạm dừng/ thực thi tiếp tiến trình Cung cấp chế Đồng hoạt động tiến trình Giao tiếp tiến trình Khống chế tắc nghẽn 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Quản lý nhớ Bộ nhớ trung tâm thao tác, xử lý Để nâng cao hiệu suất sử dụng CPU, hệ điều hành cần quản lý nhớ thích hợp Các nhiệm vụ chính: Theo dõi, quản lý vùng nhớ trống cấp phát Quyết định nạp chương trình có vùng nhớ trống Cấp phát thu hồi vùng nhớ cần thiết 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Quản lý nhớ (tt) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Quản lý nhớ (tt) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 10 Các chương trình hệ thống Chương trình hệ thống (system program, phân biệt với application program) gồm Quản lý hệ thống file: create, delete, rename, list Thông tin trạng thái: date, time, dung lượng nhớ trống Soạn thảo file: file editor Hỗ trợ ngơn ngữ lập trình: compiler, assembler, interpreter Nạp, thực thi, giúp tìm lỗi chương trình: loader, debugger Giao tiếp: email, talk, web browser … Người dùng chủ yếu làm việc thông qua system program (không làm việc “trực tiếp” với system call) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 22 Cấu trúc hệ thống Hệ điều hành chương trình lớn Nó có nhiều dạng cấu trúc khác nhau: Cấu trúc đơn giản - MS-DOS Cấu trúc phức tạp – UNIX Cấu trúc phân tầng Cấu trúc vi nhân 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 23 Cấu trúc hệ thống (tt) Cấu trúc đơn giản (monolithic) MS-DOS: thiết kế, giới hạn dung lượng nhớ nên không phân chia thành module (modularization) chưa phân chia rõ chức phần hệ thống Cấu trúc phân tầng MS-DOS 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 24 Cấu trúc hệ thống (tt) Cấu trúc phức tạp (more complex) UNIX: gồm hai phần tách rời Nhân (cung cấp file system, CPU scheduling, memory management, số chức khác) và system program 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 25 Cấu trúc hệ thống (tt) Cấu trúc phân tầng: HĐH chi thành nhiều lớp (layer) Lớp cùng: hardware Lớp giao tiếp với user Lớp phụ thuộc lớp Một lớp gọi hàm lớp hàm gọi lớp Mỗi lớp tương đương đối tượng trừu tượng: cấu trúc liệu + thao tác Phân lớp có lợi ích gì? Gỡ rối (debugger) kiểm tra hệ thống thay đổi chức 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 26 Cấu trúc hệ thống (tt) Cấu trúc phân tầng: Lần áp dụng cho HĐH THE (Technische Hogeschool Eindhoven) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 27 Cấu trúc hệ thống (tt) Vi nhân: phân chia module theo microkernel (CMU Mach OS, 1980) Chuyển số chức OS từ kernel space sang user space Thu gọn kernel => microkernel, microkernel bao gồm chức tối thiểu quản lý tiến trình, nhớ chế giao tiếp tiến trình Giao tiếp module qua chế truyền thông điệp module Application File server POSIX application OS/2 application OS/2 server POSIX server Microkernel 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 28 Cấu trúc hệ thống (tt) Vi nhân: Lợi ích: dễ mở rộng HĐH Một số HĐH đại sử dụng vi nhân: Tru64 UNIX (Digital UNIX trước đây): nhân Mach Apple MacOS Server : nhân Mach QNX – vi nhân cung cấp: truyền thông điệp, định thời CPU, giao tiếp mạng cấp thấp ngắt phần cứng Windows NT: chạy ứng dụng khác win32, OS/2, POSIX (Portable OS for uniX) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 29 Máy ảo Làm để thực thi chương trình MS-DOS hệ thống Sun với hệ điều hành Solaris ? Tạo máy ảo Intel bên hệ điều hành Solaris hệ thống Sun Intel x86 Application Intel x86 VM VM interpretation Solaris kernel Sun hardware Các lệnh Intel (x86) máy ảo Intel chuyển thành lệnh tương ứng hệ thống Sun 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 30 Máy ảo (tt) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 31 Máy ảo (tt) processes processes processes programming interface kernel hardware Non-virtual machine system model 1/17/2018 processes kernel kernel kernel VM1 VM2 VM3 Virtual-machine implementation hardware Virtual machine system model Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 32 Máy ảo (tt) Ảo hóa phần mềm http://kb.datapool.vn/learing-vmware-la-gi-ao-hoa-la-gi/ 1/17/2018 Ảo hóa phần cứng Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 33 Tóm tắt lại nội dung buổi học Các thành phần hệ điều hành Các dịch vụ hệ điều hành cung cấp Lời gọi hệ thống (System call) Các chương trình hệ thống (System programs) Cấu trúc hệ thống Máy ảo (Virtual machine) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 34 Câu hỏi ôn tập chương Nêu thành phần hệ điều hành? Nêu dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp? Lời gọi hệ thống gì? Nêu vài ví dụ? Có dạng cấu trúc hệ điều hành? Kể tên? Máy ảo dùng để làm gì? Có loại? Cho ví dụ Tiến trình gì? Các nhiệm vụ thành phần quản lý tiến trình? 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 35 THẢO LUẬN 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 36 ... điều hành? 1/17 /20 18 Copyrights 20 17 CE-UIT All Rights Reserved Mục tiêu chương Biết thành phần hệ điều hành Hiểu dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp Hiểu cấu trúc hệ thống máy tính 1/17 /20 18... ứng dụng khác win 32, OS /2, POSIX (Portable OS for uniX) 1/17 /20 18 Copyrights 20 17 CE-UIT All Rights Reserved 29 Máy ảo Làm để thực thi chương trình MS-DOS hệ thống Sun với hệ điều hành Solaris... Rights Reserved 20 Lời gọi hệ thống (tt) Một số lời gọi hệ thống windows unix 1/17 /20 18 Copyrights 20 17 CE-UIT All Rights Reserved 21 Các chương trình hệ thống Chương trình hệ thống (system program,