Hệ điều hành linux nghiên cứu và triển khai trong hoạt động của khoa công nghệ (ĐHQGHN) và ở việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NÔI HÊ ĐIỂU HÀNH LINUX: NGHIẼN c ứ u VÀ TRIẼN KHAI TRONG HOẠT ĐỘNG CỦA KHOA CÔNG NGHỆ (ĐHQGHN) VÀ VIỆT NAM (LINUX OPERATING SYSTEM: RESEARCI IS AND REALIZATION IN FACULTY OF TECHNOLOGY IVNUH) A N D IN VIETNAM) Đ ềtằì nghiên cứu kỉĩoa hoc cấp Đai hoc Quốc gia Hà Nôi M à SỐ: QC 01-05 CHỦ TRÌ ĐÉ TÀI: TS HÀ Q UAN G TH Ụ Y HA NỘI-2002 ĐẢ.i HJC QUỐC GIA HA NỘI I—— »—» HỆ Đ ĩỀ HÀ NH LINUX: NGHIÊN c ứ u VÀ TRIEN khai TRONG HOẠT ĐỘNG CƯA KHOA CÔNG NGHỆ (ĐHQGHN) VÀ VIỆT NAM (LINUX OPERATING SYSTEM: RESEARCHS AND REALIZATION IN FACULTY OF TECHNOLOGY (VNUH) AND IN VIETNAM) ĐềiẦi nghiên cứu khoa hoc cấp Đai hoc Quốc gia Hà Nội Mà SỐ: QC 01-05 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS HÀ Q UANG TH ỤY Đ AI HỌ C Q U Ố C G IA HẢ NĨi TRUNG TẨM THƠNG TIN THƯ Vjifo VT ỉ HÀ NOI-2002 i q y ĐAI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HOA XA H Ị CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP ĨỰ D O HẠNH PHÚC T Ó M TẮ T N Ộ I D U N G V À KẾT Q U Ả ĐỀ TÀ I N G H I Ê N c u K H O A H Ọ C CẤP ĐẠI H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ộ I Tên đê tài l.M ẵsố: Iỉi : điêu hành Linux: Nghiên cứu triển khai hoat đông khoa Công nghệ (ĐHQGHN) ỏ Việt Nam QC-01-05 * Thời gian nghiên cứư 12 thiêng l tháng 4/2001 tới tháng 3/20 02 Chủ nhiêm đê tài: Hả Q uang ì h u y I lọc vị: TS Đơn vị cồng tác: Bộ m ón Cac thống thông tin Can bô phối huo Họ tên ậtt Cơ quan LS Đỗ Văn T hành Văn phòng C hính p h ủ TS N g u y ễn Hải C hâu Viện Vật lv + Khoa Công nghệ cử n h ân Bùi Q uang Minh Khoa Công nghệ (hợp dồng) C n h ân Phan Xuân I liếu Khoa Cồng nghệ (hợp dồng) ThS Phạm ìTiọ Hồn Đại học Sư p h ạm Ha Nội rhs Trần Vũ Hà Văn p h o n g thông tin sứ q u án Mỹ ITlí? N g uyễn Thị Thu Phương Học viện Bưu viễn thơng cử n h â n Đoàn Sơn ThS N g u y ễ n Thị Vân cử n h â n N gu yễn Trí T hanh cử n h â n N g u y ễ n Ngọc Minh 'FhS N g u y ễn Lê Minh tắt nn' dung chinh IU 11 12 Tóm lOioa Cơng nghệ (cao học) Công ty diện thoại d i đ ộng V inaphone Khoa Cồng nghệ (hợp đồng) Khoa Công nghệ (hợp đồng) Khoa Cống npíiệ (họp dồng) • Muc tiêu đê tài - N ân g cấp m ột bước việc giảng d ạy giáo trình v ề n g u y ê n ly hệ diều h ành, dặc biệt nội d u n g hệ điều h n h tiên tiến thông qua báo cáo ng hiên cứu toần diện hệ điều h n h Linux giáo trình giảng d ạy vầ n goai khoa Cơng nghệ, - Khảo sát cải tiến m ột số m ô đ u n n h â n hệ điều h n h Linux, đặc biệt nội d u n g vể da n g o n ngữ, - KhóO sát Cat ưng d u n g CSDL Linux bao h m m ôi trư ờng m ạng, - Cài đ ặ + m ộ t hệ thống PC-cluster hỗ trợ cho nghiên cứu tính tốn song song - C h u ân bí khả tham gia vào d ự án liên kết quôc tê liên quan đến m ôi trư ờng hệ diều h n h inux • N dung nghiên cứu - Nghiên cưu tầi liệu liên quan hệ thỏng tài liêu in ấn Internet nhân, v ề ứng d ụ n g Linux, - Khảo sát m ô đ u n o n g n h â n Linux h hệ thống con: Hệ thông diều khiên File hệ thỗng điều khiên qud trình (lập lịch, quản lý nhớ, liên q trình mạng) tiến tói làm chủ m ộ t sô" m ô d u n theo định hư ơng ưng dụng, - N ghiên cưu cài đ ạt cac nội d u n g đa ng ôn n g ữ cud Linux: bảng mã Unicode, font Vd bọ gõ Linux, - Khảo sát thử nghiệm ưng d ụ n g Linux (đậc biệt hệ quản trị CSDL, m ạng an tồn thơng tin), - k h i tạo m ột hệ PC-cluster ứng d ụ n p m trư ờng tính tốn song song ó K ết đệt đươc • sàn phẩm khoa học - Bôn (4) báo cáo khoa học Hội thầo p h m vi toan quốc "Các lm h vưc đại Công nghệ Thông tin" tổ chức Hải Phòng (6-8/6/2001), - Một (1) báo cáo khoa học Hội thảo Quốc tế (Conference on EastAsian l a n g u a g e Processing a n d Internet Inform ation Technology 2002 (EAPIỈT 2002), H anoi, Vietnam, Jan uary 8-11, 2002), - I lai (2) báo cáo khoa học cấp khoa Công nghệ: m ộ t (1) v ề PC-cluster, m ộ t (1) khai phá lu ậ t kết hợp • Sẩn phẩm công nghệ/kha ưng dwig thực tiễn - Một (1) san p h â m h o àn chỉnh gõ b àn p h ím tiếng Việt Linux tên gọi GVN K ey (Tác giả Bui Quang Minh, T rần Quốc Long) Đã p h ò biến theo Lnh (h ầ n ma n g u n mở {(ỊNU) vả công n hận - Một m ô đ u n thử nghiệm khai thác hiệu chức n ă n g đa luồng [ in u x (Khoa luận tốt ng h iệ p Phan Xuân Hiếu), - Một m ô đ u n th ngh iệm bô sung chức năn g UNDELET ED Linux (Khoa luận tốt nghiệp Đỗ Đức Huy), - Khơi tạo hệ thông PC-cluster Bô m ôn Các hệ thống thông tin Hệ thông dã dư ợc khảo sát đ n h giá sơ hiệu (tốc độ thông lượng) đ an g tiếp tục thử nghiệm khai thác tính tốn song song dối v i m ộ t sơ" lớp >mg d u n g thích hợp - Hệ thống PC-clusster hai (2j máy tinh kết nối m ạn g kết vật châ't d n g ke d ề tầi bô sung vào hệ thống thiết bị Bộ m ơn Khoa • Săn phàm đào tạo - Có bảy (7) khóa luạn tơt nghiệp dại học bảo vệ th anh công với nội d u n g từ thực dề tài (Bùi Q uang Minh - K42T, Phan Xuân Hiếu - K42C, Đỗ Đức H uy - K42C, N guyễn T hanh Iru n g - DLĐĐ, N g uy ễn Ván M ạnh DL ĐĐ, T rần Ngọc H ướ ng - DI ĐĐ, N guy ễn Q uang Lịch - DLHP) Có m ộ t (1) khóa luận tốt nghiệp dại học đẫ bước đ ầ u thực với nội d u n g liên q u an d ê n đề tài (Sinh viên Đỗ Việt H ù ng - K43C) - Hai th a n h viên tham gia dề tải dd bao vệ thaidi công luận văn cao học từ kết cua việc tnưc dề tài (Trẩn Vũ ị lả; N g u yền Thị r h u Phương), - Bien soạn m ộ t (1) tập giảng hẹ diều h n h UNIX-Linux giảng dạy cho sinh viến lớp Cao đ ãn g K44C, - Các th n h vièn cua dề tải tham gia biên soạn m ộ t (1) tài liệu th a m khảo Hệ đ iều h n h Linux da Nhà xuất giáo dục ân h n h tháng 7-2001 Đang tiến h n h biên soạn m ột tài liệu khác Linux - Duy trì m ộ t (1) xem ine khoa học sinh h o ạt t u ầ n / l ầ n Data Mining, hệ diều h a n h Linux PC-cluster với khoảng 10 cán sinh viên thường xuyên tham gia, - H th n h viên tham gia đề tài có kết ngh iên cứu khoa học sinh viên với nội d u n g thuộc dề tài (Bùi Quang Minh + Trẳn Quốc Long - giải nhì VIFOTEX tồn quốc, Phan Xn Hỉêu - giải câp khoa Công nghệ), - Một (1) de tài nghiên cứu khoa học sinh viên PC-cluster liên quan đến đề tài bước đ ầ u trién khai từ đ ầ u n ă m 2002 • Các kết klidC - Phát triển hiệu q u a n hệ dối ngo ại với Dự án liên kết quốc tế Paiallel C o m p u tin g Sim uldnon and Parallel Algorithm s for Data Mining" Viện Khoa học va Công nghệ tiên tiến N h ậ t Bản (Japan A dv anced Institute of Science a n d Technology - JAIS1) GS S u su m u H origuchi (JAIST) chủ trì Duy trì p h t triển m ối quan hệ với GS [ ỉồ Tu Báo (J /UST), RGS N guyễn 1lung Sơn (Đại học Tông hự p Wdrsaw) Tư m ối q u a n hệ quốc tế d ể tai dã có m ộ t (1) th n h viên làm NCS JAIS I , m ộ t (1) th a n h viên thực tập khoa học JAIST thời gian thang, m ột (1) viên trao đổi khoa học JAIST thời gian hai tuần 'ITiu thập dược m ộ t khối lượng đ án g kê tài liệu khoa học có giá trị lĩnh vực nghién LLÍU nói (Hệ điểu lìản h Linux, PC -đuster, Tính tốn song song, Data Mining ) từ n g u n khac nhau, đặc biệt từ Internet Tình hình kinh p h í đê tài Tỏng kinh ph:: 40.000.000 d 12 tháng (4/2001 - 3/2002) Mã muc no Tên muc Sò tiền Mua v ậ t tư, sách, tài liệu cho công tác chuyên Tĩiôn 1.420.000 đ chụp tải liệu UI 112 V3 Ư4 119 145 Thông tin liên lạc, Pax, th tín, truy n h ậ p Internet 134 CM khác, nghiẹm thu, tổng k ê t IỈƠ1 nghị, xêmine Cơng tác phí Chi p h : thuê m ướn H o ạt dộng chuyên môn Mua săm tài sản dịiìh (máy tính, nơi mang) Tơng công Xác nh ân cũa Chủ nniêm B'i môn Chủ tri đề tài Xác nhân Khoa Công nghê GS-VS ^A/p uySh 980.000 đ 3.000.000 đ Ođ 800.000 đ 12.250.000 đ 19.410.000 đ 2.140.000 đ y40.000.000d ơfâọu A BSTRA CT OF PROJECT Project Title: LINUX OPERATING SYSTFM: RESEARCHS AND REALIZATION IN FACULTY OF TECHNOLOGY (VNUH) AND IN VIETNAM Code QC-01 -05 Project period 12 m on th s (April 2001 - March 2002) Project orainator: PhD H a Q uang Thuy D epartm en t of Informations Systems, Faculty of Technology Contributors: Name No Office PhD Đo Văn T hành D epartm ent of G o v ernm ent Office PhD N guy ễn Hải Châu Institute of Physic an d FOT BA Bùi Q uang Minh Faculty of Technology (FOT) BA Phan Xuân Hiếu faculty of Technology (FOT) MS Phạm Thọ H oan Ihe University of P edagogy MS I rần Vũ Hà 1he A m besary of United State in Vietnam MS N gu yễn Thị r h u Phương Institute of Post a n d C om m unications BA Đoán Sơn Faculty of Technology (FOT) MS N gu yễn Thị Vân Vina Phone C o m p a n y 10 RA N g u y ễ n Trí T hanh Faculty of Technology (FOT) B BA N g u y ễ n N gọc Minh Faculty of Technology (FOT) 12 MS N g u y ên Lê M inh Faculty of Technology (FOT) Objectives and research contents This w ork considers on problem s to realization an d application Linux op eratin g System in Faculty of Technology (VNUH) a n d in Vietnam Some m a in concepts in this w ork as follow: ■ Analysis the scheduler and È,xt2 file system in Linux Investigating the m u lti-languages attribute of I inux to solve the prob lem of Vietnamese processing on Linux • Set u p PC-cluster systems based on PVM an d MPI an d research on parallel som e algorithm s to realization parallel com puting • C o n sid er on the research field of Data M ining a n d parallel algorithm s in Data Mining b Somt main research results - Four scientific reports in the N ational Conference "Some ad v anced fields m Inform ation Technology", H Phong, June 6-8, 2001 - O ne an o th er rep o rt in the International Conference on East-Asian Language Processing an d Internet Information Technology 2002 (EAPIIT 2002), Hanoi, Vietnam, January 8-11, 2002, - The p o p u la r GVNKpy software in the LinuxVN operating system in idea of op en source This software has got a VIFOTEC second prize of students in the year of 2001 - ih e results of education is tw o c o m p u ter science thesis at m aster level have been com pleted by N guy en Thi rhu Phuong, Tran Vù Ha and seven BA thesis n e w eekly scientific sem inar on "Data Mining, Linux O p erating System a n d PC-cluster" - Set u p some international co-operations with some scientific researching groups in Japan, Poland to exchange docum ents dnd reseachers M Ụ C LỤC N ội dung Báo cáo tổng quan vê nôi dung kết ti rc hiên đ ể tài Lời m ỏ đầu Nồi dung nghiên cứu Trang 8 A Khao sát hệ điều hành Linux đề xuất phát triển B Hệ điều hành Linux tính tốn song song c Ti/ứỉ tốn song sig Data Mining Kết luận Phu ỉuc Danh m r: tài liệu khoa hi k ỹ thuật kết đế tài A Khảo sát hệ điều hành Linux Vd dề xuất phát triển B Hệ điều hành Linux va tính tốn song song c Tính tốn song song Data Mining D Kết đào tạo Phiếu đăng k ý kêỉ q uả nghiên cứu khoa hue- cồng nghê 10 1] 13 14 81 202 225 276 BÁO C Á O T ổ N G Q U A N VẾ N Ộ I D U N G V A KẾT Q U Ả T H ự C H IỆ N ĐỂ TÀI LỜI M Ở Đ Ầ U Được t i n us Tovarlđs khởi xướng từ n ăm d ầ u thập kỷ 1990, hệ diều hàn h Linux tro thàn h m ột đề tài nghiên cứu, triển khai m ang tính thời m ười n ăm trở lại dáy I ính hữ u d ụ n g cua I ìnux dã dược khẳng d ịn h việc th n h lập, tồn Vd phát triẽn hàng chục cóng ty ph át hàn h Linux thễ giới, số dó co thê kẻ tới Calđera o p e n Linux,Corel Linux,Debian G N U /L in u x ,L in u x M andrake, Red H at Linux, Red Flag Linux, Slackvvare Linux, SuSE Linux, Turbo] inux Trong thời gian qua, việc nghiên cứu, ứng d ụ n g Linux n h ằ m khdi thác nh ữ ng th ế m ạn h cua hệ điều h n h (dặc biệt việc triển khai Dự dn ph át triển máy tính thương hiệu Việt N am kèm theo m ộ t hệ diều h n h ma ngu ồn mở) dă vả dan g phdt triển không ngừng Dự ớn xây dựng hệ điều h n h LinuxVN Tổng công ty Điện tử - Tin học Việt N a m triển khai giai doạn năm 2000 - đ ầ u n ăm 2001 la m ột nhữ n g h o t d ộ n g diên h ìn h xu thế" dó Phát h u v n hữ n g kết d ạt dược từ việc tham gia triển khai Dự án I inuxVJSi, n h ằ m góp phần phò biến hệ điều h n h Linux dối với chuyên viên CNTT đưực đ tạo tu khoa Cống nghệ, đề tài QC-01 -05 dược tiến han h với ba nội d u n g Lhiiữi dưực đ ịn h hướng: Khảo sat thàn h p h ần nh ân Linux, Triển khai hệ thòng tính toan song song PC-cluster Linux, ứ n g dụ ng tính toan song song Data Mining Một nội d ung khống kem phần qu an trọng đ ề tài nâng cấp giáo trình hệ điều hanh, bơ sung cho sinh viên kiến thức chuyên sâu hệ điều h n h Linux NỘI DUNG NGHIỀN c ứ u CHÍNH Khảo sát điểu hành Linux đê xuất phát triển H hệ thỗng n h ân dược qu an tâm triển khai đề tài Bộ lập lịch H ệ thống File Linux Bộ lặp lịch cấu trúc d ữ liệu (khối diều khiển) tương u ng với thu ật toan lập lịch (FCFS, RR điển h ìn h SJF dộ u tiên) đa khao sát I inh da chương trình với việc sử d u n g khái niệm luồng di dói với khái niệm q trình dư ợc ph ân tích Qua ph ân tích có thê k h àn g d ịn h Linux lả m ột nhữ n g hệ điểu h n h cho phép khai thác tốt hiệu n ăn g CPU Tuy nhiên, nghiên cứu dể tài (xem Phan Xuán Hiếu, trang 16-26) cho thaV m ột số tồn lập lịch Linux: hiệu nhiều số tiến trình dồ ng thời m ộivài khoảngcóthéxuất hiệntrongmột bộchọn Một sựphântáchbèntrongbaogồm vài giátrị hoặcmột vài khoảng Người súdụngcóthê luachọncác thuộc tínhvàdối vóimỏi thuộctính, tậpconmiềngiátrị củanósẽđượcsửdungtrongngơnngữkhái niệm Hẹ t h ố n g K D D t h n g b a o g ò m c c t h a o tá c l ổ n g q u i d ế x â y d ự n g c c khái n i ệ m , tổ hợpcáckhái niệm(ví dutất phéphợpbậc n), cấutrúc Irêncác đối tượng dược s ắ p t h ứ lự C c i h n h p h í ì n c h í n h c ủ a c ấ u t r ú c t h u ọ c : < Tập c c p h ấ n t ( t h ố n g t h n g đ ợ c b i ể u d i ễ n n h l c c c h ỉ sô' h o ặ c v é c l c c c h í s ố ) • Thứ t ự t n g p h ầ n c u a t ậ p ( c c q u a n h ộ c ó t r c v q u a n h e k è t h a ) • TTiứ tự c ủ a m ộ t t ậ p ( s ả u I r u c , r ộ n g t r c ) • Các b i ể u d i ễ n n g ô n n g ữ t n h i ê n c u a c c p h â n t ( v í d u " m a r r i e d p e r s o n " ) • Nghĩa củacácphầntử(ví dụphầnmớrộngcủamarriedpersontrongCSDL) Cỉic i h a o l c , h n h d ộ n g k h c c ó t h ể x â y d ự n g c c k h ô n g g i a n k h i n i ệ m d ự a v o d n g chuãngiaocác mènhđề khơnggian biểudiễnciiangonngữtântìrcấp I F0L) ỉ Các chức nâng đ ánh giá CácIruớnghợpđiểnhìnhcủamẫuđượcđánhgiáđểdocáckhíacạnhcùalinhliênquan tinh dơn g iản c ó t h ể đ ợ c x l ý b ằ n g c c h c h ọ n c c t u ỳ c h ọ n c ủ a n g ô n n g ữ k h i n i ệ m giong n h t h ứ t ự c ủ a c c p h é p h ợ p h u ă c b n g c c h g i i t h i ệ u c c t h u ậ t n g ữ p h ứ c t p r õ ràngđối với cácchứcnăngdãnhgiá Một sô' dể nghị dể.xử lý tính dượcdựatrêncách ứngxưhộthongthíchhợphơi việc học từngươi sử(lụngkhi nàolựachọngiữacác phát hiệnđưựcbiểudiễn, thảoluận Tínlĩ sư dụng củamột phát hiệndược xác dịnhdưa Ireníchlợi đượcướclượngcủanótừmột hànhđộngcóthèđượcnối vói Tinh liên q u a n n ó i c h u n g d ợ c đ n h g i a m ộ t c c h c ụ c b ộ I r o n g x l ý l ì m k i ê m b a n g phuơngphápthẩm trakhi việc xừlýmột Irườnghợpdiẩnhinhdơnlè vàviệc xửlymot cáchlồnlục tậpcáctrườnghơpđiểnhìnhcủamẫubangcác lọc tínhdưihừavàlàmmịn việctimkiếm Một kiêmihửứngdụng phương phripcó thê thãmtrumội \ai rònghuộcđơi vơi tính liên quan Để (lánh g i m à u , t r o n g h ệ i h ò n g K D D t h n g c ó : (1) Các hàm(lánli giá dơi vứi inmi luật, hàmnàyc;tnphai thoamãnhêtiên dềdoPiatetsky-Shapiro(1991)vàMajorvàMangiino( 199!)) dêxuât 21 CóthềápdungCcác hàmđánhgiátrêncác quanhệ lươngđương Người taxácđịnh hàm