Nội dung của bài giảng trình bày những khái niệm tổng quan về hệ điều hành, cấu trúc hệ điều hành, tiến trình và luồng, điều phối CPU, đồng bộ hóa tiến trình, tắc nghẽn, quản lý bộ nhớ, quản lý bộ nhớ ảo, nhấn mạnh đến các nguyên tắc, các chủ đề, các phương pháp tiếp cận và giải quyết vấn đề liên quan.
HỆ ĐIỀU HÀNH GV: Lương Trần Hy Hiến Khoa: Công nghệ Thơng tin www.hienlth.info/os MƠ TẢ HỌC PHẦN - - Môn học cung cấp cho sinh viên khái niệm tổng quan hệ điều hành, nhằm phục vụ cho sinh viên ngành Công Nghệ Thông tin Nội dung môn học nhấn mạnh đến nguyên tắc, chủ đề, phương pháp tiếp cận giải vấn đề liên quan đến công nghệ kiến trúc lĩnh vực NỘI DUNG HỌC PHẦN - Bài 1: TỔNG QUAN - Bài 2: CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU HÀNH - Bài 3: TIẾN TRÌNH VÀ LUỒNG - Bài 4: ĐIỀU PHỐI CPU - Bài 5: ĐỒNG BỘ HĨA TIẾN TRÌNH - Bài 6: TẮC NGHẼN - Bài 7: QUẢN LÝ BỘ NHỚ - Bài 8: QUẢN LÝ BỘ NHỚ ẢO ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN - Điểm thi thực hành: 30% Hình thức, nội dung giáo viên thực hành định - Điểm thi lý thuyết: 70% Bài thi tự luận 90 phút, không mang tài liệu vào phòng thi Nội dung gồm câu hỏi tập tương tự câu hỏi tập nhà TÀI LIỆU THAM KHẢO - Giáo trình Hệ điều hành HUTECH - Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne (2013), Operating System Concepts - 9th edition, ISBN: 978-1-118-06333-0 BÀI : TỔNG QUAN 1.1 1.2 1.3 1.4 Hệ điều hành gì? Cấu trúc phần cứng Đa chương Chia thời gian Hoạt động Hệ điều hành 1.1 Hệ điều hành gì? Giới thiệu -1 Ứng dụng Phần mềm Hệ thống Windows XP, 7, 8, Thiết bị xử lý lưu trữ Thiết bị xuất (monitor) Phần cứng Thiết bị nhập liệu Giới thiệu -2 • Hệ điều hành − Là chương trình quản lý phần cứng máy tính − Trung gian người dùng phần cứng máy tính − Cung cấp mơi trường cho ứng dụng khác thực thi • Hệ điều hành mạng − Là hệ điều hành − Cung cấp khả cần thiết để kết nối mạng − VD: WinXP, Win 2000 server Giới thiệu -3 • Tiến trình (Process) – Chương trình thực thi máy – VD: mở file word tạo tiến trình PW • Tiểu trình (thread) – Một dòng xử lý tiến trình – Một tiến trình có hay nhiều tiểu trình – VD: tiến trình PW • Luồng nhận thao tác người dùng • Luồng kiểm tra lỗi •… Process P T1 T2 int a; T Ví dụ LRU • LRU đòi hỏi phần cứng hỗ trợ nhiều – Biến đếm – Stack • Tìm thuật tốn xấp xỉ LRU Thuật tốn xấp xỉ LRU • Có thuật tốn • Sử dụng nhiều bit tham khảo (reference bit) • Cơ hội thứ hai • Cơ hội thứ hai cải tiến • Ý tưởng chính: bit tham khảo thêm vào phần tử bảng trang • Ban đầu = • Có truy xuất • Sau chu kỳ qui định trước, kiểm tra bit gán trở lại • Biết trang truy xuất gần khơng biết thứ tự truy xuất Thuật tốn nhiều bit tham khảo • Ý tưởng: • bit tham khảo biết thông tin chu kỳ • Nhiều bit tham khảo biết thơng tin nhiều chu kỳ • Sử dụng thêm bit tham khảo cho phần tử bảng trang • Sau chu kỳ, ngắt phát sinh, HĐH đặt bit tham khảo trang (0 1) vào bit cao bit, loại bỏ bit cuối (thấp nhất) • bit lưu trữ tình hình truy xuất đến trang chu kỳ gần • 10001000 tốt 01111111 • Nếu xem số ngun khơng dấu trang thay trang có số tương ứng nhỏ Thuật tốn hội thứ hai • Ý tưởng: • Sử dụng một bit tham khảo • Ý tưởng FIFO có cải tiến • Nếu bit tham khảo = thay trang • Ngược lại, cho trang hội thứ hai đặt bit tham khảo 0, chọn trang FIFO Trang cho hội thứ hai đặt vào cuối hàng đợi • Một trang cho hội thứ hai không bị thay trước trang lại bị thay • Có thể cài đặt xâu vòng (danh sách liên kết vòng) Thuật tốn hội thứ hai nâng cao • Ý tưởng: • Xét cặp bit: reference bit dirty bit • (0,0): khơng truy xuất, khơng sửa đổi trang tốt để thay • (0,1): khơng truy xuất, có sửa đổi cần lưu lại trang thay • (1,0): có truy xuất, chưa sửa đổi có khả sử dụng tiếp • (1,1): có truy xuất, có sửa đổi có khả sử dụng tiếp thay cần lưu lại • Lớp có độ ưu tiên thấp lớp cuối có độ ưu tiên cao 8.4 - Cấp phát khung trang • Trả lời câu hỏi: • Mỗi tiến trình cấp phát khung trang? • Các hướng tiếp cận: • Cấp phát cố định: • Cấp phát công • Cấp phát theo tỉ lệ • Cấp phát theo độ ưu tiên Cấp phát cố định • Mỗi tiến trình cấp phát số lượng khung trang cố định từ đầu kết thúc thi hành • Có hướng • Cấp phát cơng • M khung trang, n tiến trình tiến trình m/n • Cấp phát theo tỉ lệ • Si: kích thước nhớ ảo tiến trình I • S = sum(Si) • M khung trang • Tiến trình I có: (Si/S)*M khung trang Cấp phát theo độ ưu tiên • Số khung trang dành cho tiến trình phụ thuộc vào độ ưu tiên tiến trình thời điểm xác định • Nếu tiến trình pi phát sinh lỗi trang, chọn khung trang để thay khung trang tiến trình có độ ưu tiên thấp Thay toàn cục Thay cục • Thay tồn cục Trang “nạn nhân” khung trang hệ thống, khơng thiết phải khung trang tiến trình • Thay cục Trang nạn nhân số khung trang tiến trình • Có vẻ thay tồn cục linh hoạt gây hiệu ứng trì trệ hệ thống (thrashing) 8.5 – Trì trệ tồn hệ thống • Sự trì trệ (thrashing) tượng tiến trình thường xuyên phát sinh lỗi trang phải dùng nhiều thời gian sử dụng CPU để thực việc thay trang thời gian dành cho xử lý cơng việc hệ thống gần khả xử lý cơng việc • Tốc độ phát sinh lỗi trang tăng cao, không công việc kết thúc tất tiến trình bận rộn với việc thay trang tình trạng trì trệ tồn hệ thống • Ngun nhân tiến trình khơng có đủ khung trang để chứa trang cần thiết cho xử lý cơng việc Giải pháp • Để tránh tình trạng trì trệ tồn hệ thống mà trì mức độ đa chương cao, cần phải có giải pháp xác định điều chỉnh mức độ cấp phát khung trang cho tiến trình cho khơng thừa khơng thiếu • Hai số giải pháp mơ hình tập làm việc kiểm sốt tần suất lỗi trang CÂU HỎI ÔN TẬP BÀI Hãy trình bày khái niệm, ý tưởng lợi ích kỹ thuật nhớ ảo Hãy trình bày khái niệm lỗi trang bước xử lý lỗi trang Vẽ sơ đồ xử lý lỗi trang Công thức tính thời gian trung bình truy xuất cho truy xuất trang Vì phải giảm thiểu xác suất xảy lỗi trang Hãy trình bày giải thuật tối ưu cho việc thay trang Vì giải thuật không áp dụng thực tế Hãy trình bày giải thuật LRU cho việc thay trang NGUỒN THAM KHẢO Giáo trình Hệ điều hành, ĐH HUTECH, 2015 Slide giảng Hệ điều hành trường Đại học nước quốc tế https://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/Operatin gSystems/index.html Q&A ... công nghệ kiến trúc lĩnh vực NỘI DUNG HỌC PHẦN - Bài 1: TỔNG QUAN - Bài 2: CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU HÀNH - Bài 3: TIẾN TRÌNH VÀ LUỒNG - Bài 4: ĐIỀU PHỐI CPU - Bài 5: ĐỒNG BỘ HĨA TIẾN TRÌNH - Bài 6:... T thành phần Hệ thống máy tính • Hệ thống máy tính chia thành bốn thành phần: − phần cứng, − hệ điều hành, − chương trình ứng dụng chương trình hệ thống ngồi hệ điều hành, − người dùng 4 thành... TỔNG QUAN 1.1 1.2 1.3 1.4 Hệ điều hành gì? Cấu trúc phần cứng Đa chương Chia thời gian Hoạt động Hệ điều hành 1.1 Hệ điều hành gì? Giới thiệu -1 Ứng dụng Phần mềm Hệ thống Windows XP, 7, 8,