Bài giảng Hệ điều hành: Chương 1 do TS. Ngô Hữu Dũng biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy. Nội dung bài giảng gồm có: Tổ chức của Hệ thống máy tính, khái niệm Hệ điều hành, hoạt động của hệ thống máy tính, các chức năng của Hệ điều hành, các dịch vụ của Hệ điều hành, một số cấu trúc Hệ điều hành.
HỆ ĐIỀU HÀNH (OPERATING SYSTEM CONCEPTS) Wiley - Operating System Concepts(Silberschatz).9th GV Email Site TS Ngô Hữu Dũng ngohuudung@iuh.edu.vn ngohuudung.blogspot.com Giới thiệu môn học Mục tiêu môn học Vai trò HĐH Nguyên lý hoạt động HĐH đa nhiệm Nội dung Chương 1: Tổng quan (Overview) Chương 2: Quản lý tiến trình (Process Management) Chương 3: Quản lý nhớ (Memory Management) Chương 4: Quản lý I/O (I/O Management) Chương 5: Quản lý hệ thống file (Storage Management) 1.2 Giới thiệu môn học Nội dung Số tiết Tổng quan Quản lý tiến trình Quản lý nhớ Quản lý I/O Quản lý hệ thống file 6 Ôn tập 30 1.3 Thi GK Thi CK Giới thiệu môn học Giáo trình / TLTK : Silberschatz, Galvin and Gagne , Operating System Concepts –8th Edition Ninh Xuân Hải, Hùynh Trọng Thưa Giáo trình Hệ điều hành, Học viện CN Bưu Viễn thơng TP HCM , 2008 Lê Khắc Nhiên Ân, Giáo trình Nhập mơn Hệ điều hành, ĐH KHTN TP HCM Trần Hạnh Nhi, Giáo trình Hệ điều hành nâng cao, ĐH KHTN TP HCM 1.4 Giới thiệu môn học Kiểm tra đánh giá : Kiểm tra kỳ (lý thuyết) Thi kết thúc môn (lý thuyết) Tiểu luận (2) Chú ý Học sinh không dự thi kết thúc học phần phải học lại nghỉ học 20% số tiết quy định Học sinh vắng mặt lần kiểm tra mà khơng có lý đáng phải nhận điểm 1.5 Overview CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.6 Nội dung Tổ chức Hệ thống máy tính Khái niệm Hệ điều hành Hoạt động hệ thống máy tính Các chức Hệ điều hành Các dịch vụ Hệ điều hành Một số cấu trúc Hệ điều hành 1.7 Nội dung Khái niệm Hệ điều hành Tổ chức Hệ thống máy tính thành phần interrupt Hoạt động Hệ điều hành Dual mode chế độ đặc quyền dành cho hdh Các chức Hệ điều hành Quản lý tiến trình, memory, lưu trữ, I/O , bảo vệ an ninh Các dịch vụ Hệ điều hành Cơ chế truy suất dịch vụ - system calls Một số cấu trúc Hệ điều hành Giới thiệu cấu trúc MS DOS, Unix 1.8 Cấu trúc hệ thống máy tính Hệ thống máy tính chia thành phần chính: Phần cứng (Hardware) CPU, memory, thiết bị I/O Hệ điều hành (Operating system) Phần mềm điều khiển điều phối việc sử dụng phần cứng ứng dụng người dùng Các chương trình ứng dụng (Application programs) Các phần mềm: xử lý văn bản, trình biên dịch, trình duyệt web, hệ thống quản trị CSDL, game,… Người dùng (Users) Con người, máy móc, máy tính khác 1.9 thành phần hệ thống máy tính 1.10 System Calls System calls: phương thức gọi dịch vụ OS cung cấp Các dạng system calls: Process control: (end, abort; load, execute; create process, terminate process; get process attributes, set process attributes; wait for time; wait event, signal event; allocate and free memory File management (create file, delete file; open, close; read, write, reposition; get file attributes, set file attributes) Device management (request device, release device; read, write, reposition; get device attributes, set device attributes; logically attach or detach devices) Information maintenance Communication Protection 1.46 1.47 Example of System Calls 1.48 System Call Implementation 1.49 API – System call – OS relationship 1.50 Standard C Library Example Trong nhiều phiên Unix/Linux OS, thư viện C chuẩn phần system call interface C program invoking printf() library call, which calls write() system call 1.51 Các cấu trúc hệ điều hành Simple structure: MS-DOS MS-DOS cung cấp hầu hết chức khơng gian (do giới hạn phần cứng vào đầu 80’) Không Giao chia thành modules diện tầng chức không tách biệt MS-DOS hệ thống nhỏ, đơn giản hệ thống giới hạn single user, single tasking, command line interface 1.52 Các cấu trúc hệ điều hành MS-DOS Layer Structure 1.53 Các cấu trúc hệ điều hành UNIX Giới hạn chức phần cứng, UNIX OS nguyên thủy giới hạn cấu trúc UNIX OS gồm phần tách biệt System The programs kernel – Bao gồm tất bên system call interface bên physical hardware – Cung cấp file system, memory management, chức khác hệ điều hành 1.54 Các cấu trúc hệ điều hành UNIX 1.55 Hệ điều hành song song (Parallel OS) Vài ứng dụng có cơng việc thực đồng thời Dự báo thời tiết, mô phỏng, tính tốn lại bảng tính Có thể tăng tốc độ cách chạy công việc xử lý khác song song đồng thời Cần HĐH ngơn ngữ lập trình hỗ trợ chia nhỏ công việc thành hành động song song Cần HĐH hỗ trợ đồng truyền thông nhanh Nhiều kiến trúc song song khác Khả thực thi tính mở rộng 1.56 HĐH thời gian thực (Real-Time OS) Thực thi ứng dụng có thời hạn cho trước Hard real-time system Hệ thống điều khiển bay, hệ thống điều khiển công nghiệp, v.v Gây thảm họa ta trễ hạn Thách thức không trễ hạn mà khơng phung phí nhiều tài ngun Soft real-time system Ứng dụng multimedia Có thể gây khó chịu không thảm họa bị hạn đôi chút! Thách thức không trễ hạn mà khơng phung phí nhiều tài ngun Thử thách chỗ hệ thống tải 1.57 HĐH phân tán (Distributed OS) Clustering Dùng nhiều máy nhỏ để phục vụ công việc lớn Rẻ dùng máy tính lớn Độ tin cậy cao hơn, tăng khả mở rộng Hệ thống phân tán khu vực rộng Cho phép sử dụng tài nguyên phân tán V.d sử dụng PC để truy cập Web Không cần mang nhiều thơng tin cần thiết theo Cần HĐH hỗ trợ truyền thông chia sẻ tài nguyên phân tán V.d., hệ lưu trữ tập tin mạng Quan tâm tính thực thi (mặc dù tăng tốc mục tiêu HĐH này), độ tin cậy cao, sử dụng nguồn tài nguyên đa dạng 1.58 HĐH nhúng (Embedded OS) Phát triển rộng khắp Hiện thời, ĐTDĐ PDAs Tương lai, thiết bị tính tốn nơi Đặc tính Tài nguyên hạn hẹp: CPU chậm, nhớ nhỏ, không ổ đĩa, v.v Chúng ta cần chạy ứng dụng mạnh hơn! Làm ta chạy chương trình mạnh mà phần cứng trước đây? Sử dụng nhiều thiết bị… Tăng thêm tiện ích thiết bị HĐH giúp quản lý lượng, tính di động, tìm kiếm tài nguyên, v.vv 1.59 Tóm tắt Khái niệm Hệ điều hành Tổ chức Hệ thống máy tính thành phần interrupt Hoạt động Hệ điều hành Dual mode chế độ đặc quyền dành cho hdh Các chức Hệ điều hành Quản lý tiến trình, memory, lưu trữ, I/O , bảo vệ an ninh Các dịch vụ Hệ điều hành Cơ chế truy suất dịch vụ - system calls Một số cấu trúc Hệ điều hành Giới thiệu cấu trúc MS DOS, Unix HĐH song song, HĐH thời gian thực, HĐH phân tán, HĐH nhúng 1.60 ... nhận điểm 1. 5 Overview CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1. 6 Nội dung Tổ chức Hệ thống máy tính Khái niệm Hệ điều hành Hoạt động hệ thống máy tính Các chức Hệ điều hành Các dịch vụ Hệ điều hành... trúc Hệ điều hành 1. 7 Nội dung Khái niệm Hệ điều hành Tổ chức Hệ thống máy tính thành phần interrupt Hoạt động Hệ điều hành Dual mode chế độ đặc quyền dành cho hdh Các chức Hệ điều. .. Thực thi chương trình ứng dụng Tạo thuận tiện, dễ dàng cho người sử dụng hệ thống máy tính Sử dụng cách hiệu phần cứng máy tính 1. 11 Tổ chức hệ thống máy tính 1. 12 Hoạt động hệ thống máy