Bài giảng Nguyên lý hệ điều hành – ThS. Nguyễn Quỳnh Hoa gồm 5 chương với các kiến thức tổng quan về hệ điều hành; quản lý tiến trình; quản lý bộ nhớ; hệ thống tập tin; quản lý nhập xuất.
Giảng viên: ThS.Nguyễn Quỳnh Hoa Khoa Công nghệ Thông tin – ĐHSP Hà nội Email: hoantq@hnue.edu.vn 34 slide Phân phối, Bài tập Kiểm tra ❖Phân phối thời gian ▪ 75% dành cho giảng ▪ 25% dành cho chuyên đề ❖Thi hết học phần ▪ Thi vấn đáp ❖Điểm đánh giá ▪ Điểm chuyên cần : Lấy điểm báo cáo nhóm ▪ Kiểm tra: theo quy chế 34 slide Những mục tiêu chính: ❖Cung cấp cho sinh viên: ▪ Khái niệm nguyên lý Hệ điều hành ▪ Các phương pháp giải vấn đề nảy sinh ▪ Xem xét số Hệ điều hành tiếng: Linux, Windows,… 34 slide Tài liệu tham khảo ❖ Silberschatz, Galvin, Gagne, Operating System Concepts, John Wiley & Sons, 2003 ❖ Jean Bacon & Tim Harris, Operating Systems, AddisonWesley, 2003 ❖ Nguyễn Phú Cường, Giáo trình Hệ điều hành, Đại học Cần Thơ, 2005 ❖ Lê Khắc Nhiên Ân, Hồng Kiếm, Giáo trình Nhập môn hệ điều hành, Đại học Khoa học Tự nhiên, 2003 ❖ Trần Hạnh Nhi, Hồng Kiếm, Giáo trình hệ điều hành nâng cao, Đại học Khoa học Tự nhiên,1999 Nội dung môn học Chương 1: Tổng quan hệ điều hành Chương 2: Quản lý tiến trình Chương 3: Quản lý nhớ Chương 4: Hệ thống tập tin Chương 5: Quản lý nhập xuất Định nghĩa các khái niệm ❖Định nghĩa hệ điều hành (Operating System) ➢Hệ thống gì? ➢Điều hành j? Hệ thống chương trình điều hành máy tính ? 34 slide Hệ điều hành gì? ❖HĐH khác với chương trình phần mềm khác ntn? Hệ điều hành gì? ❖ Là tập hợp chương trình thiết kế để điều khiển toàn thiết bị phần cứng phần mềm ứng dụng máy tính, tương tác quản lý việc giao tiếp máy tính người sử dụng ▪ Quản lý thiết bị đầu vào, thiết bị đầu ra, thiết bị lưu trữ ▪ Quản lý tập tin lưu trữ máy tính ❖ Mỗi máy tính địi hỏi phải có hệ điều hành để thực chức ▪ Phải nạp vào nhớ máy tính trước tải bất kỳ phần mềm ứng dụng tương tác với người sử dụng Định nghĩa các khái niệm ❖Định nghĩa hệ điều hành (Operating System) ➢OS phần mềm hoạt động lớp trung gian người sử dụng máy tính phần cứng ➢Mục tiêu OS làm cho người sử dụng: • Thực thi dễ dàng ứng dụng • Thao tác điều khiển máy tính trở nên thuận tiện • Khai thác phần cứng máy tính cách có hiệu 10 34 slide Hệ điều hành gì? ❖ Disk Operating System (DOS) ▪ Hệ điều hành phát triển cho máy tính PC ▪ Dựa văn ❖ Hầu hết hệ điều hành sử dụng giao diện đồ họa người dùng (GUI) tích hợp ▪ Các chức lệnh đại diện trình đơn nút biểu tượng nhấn vào ▪ Sử dụng «trỏ vào nhấn" (point and click) để thực hầu hết công việc 11 3.3 Parallel Systems ❖Multiprocessor systems có nhiều CPU hệ thống liên lạc khép kín ❖Tightly coupled system – processor chia sẻ nhớ đồng hồ xung; truyền tin luôn thông qua nhớ chia sẻ ❖Các lợi ích parallel system: ▪ Gia tăng thơng lượng truyền tin ▪ Kinh tế ▪ Gia tăng độ tin cậy 42 34 slide Parallel Systems (Cont.) ❖Symmetric multiprocessing (SMP) ▪ Mỗi processor chạy độc lập hệ điều hành ▪ Cho phép nhiều tiến trình chạy đồng thời hệ thống ▪ Nhiều hệ điều hành đại hỗ trợ SMP ❖Asymmetric multiprocessing ▪ Mỗi xử lý giao nhiệm vụ riêng biệt; xử lý chủ (master) lập lịch xác định công việc cho xử lý thành viên (slave) ▪ Phổ biến hệ thống lớn 43 34 slide Symmetric Multiprocessing Architecture 44 34 slide 3.4 Distributed Systems ❖Phân tán tính tốn vài xử lý vật lý ❖Loosely coupled system – xử lý có nhớ riêng Các xử lý trùn thơng tin cho đường truyền tốc độ cao ❖Các lợi ích distributed systems ▪ Chia xẻ tài nguyên ▪ Tăng tốc độ tính tốn ▪ Đáng tin cậy ▪ Communications 45 34 slide Distributed Systems (tiếp) ❖Đòi hỏi sở hạ tầng mạng máy tính ❖Local area networks (LAN) Wide area networks (WAN) ❖Có hai dạng hệ thống client-server hệ thống peer-to-peer 46 34 slide Cấu trúc chung Client-Server 47 34 slide 3.5 Clustered Systems ❖Tập hợp hai nhiều hệ thống có lưu trữ chia sẻ ❖Cung cấp độ an toàn cao ❖Asymmetric clustering: Một server chạy ứng dụng server khác dự phòng ❖Symmetric clustering: Tất N host đều chạy ứng dụng 48 34 slide 3.6 Real-Time Systems ❖Luôn sử dụng thiết bị điều khiển ứng dụng chun biệt: Thí nghiệm khoa học, hệ mơ y học, điều khiển cơng nghiệp, ❖Phải hồn thành công việc thời gian xác định cưỡng ❖Hệ thống Real-Time hard soft real-time 49 34 slide Real-Time Systems (tiếp) ❖Hard real-time: ▪ Bộ lưu trữ thứ cấp có giới hạn khơng có, liệu lưu trữ nhớ nhỏ ROM ▪ Trái ngược với hệ thống time-sharing không hỗ trợ hệ điều hành đa ❖Soft real-time ▪ Sử dụng điều khiển robot công nghiệp ▪ Sử dụng ứng dụng multimedia, thực ảo (virtual reality) địi hỏi tính cao cấp hệ điều hành 50 34 slide 3.7 Handheld Systems ❖Personal Digital Assistants (PDAs) ❖Cellular telephones (điện thoại di động) ❖Một số đặc điểm: ▪ Bộ nhớ giới hạn ▪ Bộ xử lý tốc chậm ▪ Màn hình nhỏ 51 34 slide 3.8 Computing Environments ❖Mơi trường tính tốn trùn thống (Traditional computing) ❖Mơi trường tính tốn dựa cơng nghệ Web (Web-Based Computing) ❖Mơi trường tính tốn nhúng (Embedded Computing) 52 34 slide Computing Environments ❖Traditional computer ▪ Thời gian tính khơng địi hỏi chặt chẽ ▪ Mơi trường cộng tác • PCs liên kết tới mạng, terminal gắn với mainframe minicomputer xử lý theo khối chia sẻ thời gian • Thơng qua cổng hệ thống từ xa truy nhập đền nguồn tài ngun ▪ Mạng gia đình • Sử dụng máy tính đơn, kết nối modem • Khơng firewall, không kết nối mạng 53 34 slide Computing Environments (tiếp) Client-Server Computing Dumb terminals thay PC thơng minh Có nhiều loại server, phù hợp với các đòi hỏi clients Compute-server cung cấp giao diện cho client yêu cầu dịch vụ (chẳng hạn database) File-server cung cấp giao diện cho client lưu trữ nạp tập tin 54 34 slide Peer-to-Peer Computing ❖ Một mơ hình khác hệ thống phân tán ❖ P2P không phân chia máy thành client server ▪ Coi tất nút có vai trị ▪ Mỗi nút hoạt động client, server đóng vai trò hai ▪ Mỗi nút phải kết nối mạng P2P • Đăng kí dịch vụ với trung tâm tra cứu dịch vụ mạng, • Quảng bá yêu cầu dịch vụ đáp ứng yêu cầu dịch vụ theo giao thức discovery protocol ▪ Ví dụ: Napster Gnutella 55 34 slide Web-Based Computing ❖Web trở thành phổ biến ❖Máy tính PC trở thành thiết bị thông dụng ❖Nhiều thiết bị kết nối mạng liên kết theo kiểu web ❖Nhiều thiết bị loại quản lý truyền tải web tương đương server: load balancers ❖Sử dụng hệ điều hành Windows 95 kiểu client-side phát triển thành Linux Windows XP phân chia thành clients servers 56 34 slide ... dụng tương tác với hệ điều hành cách “vơ hình” bạn khơng nhận điều 12 Các hệ điều hành đại ❖Windows 13 Các hệ điều hành đại ❖Mac OS 14 Các hệ điều hành đại ❖UNIX ▪ Một hệ điều hành đa nhiệm, đa... 5: Quản lý nhập xuất Định nghĩa các khái niệm ❖Định nghĩa hệ điều hành (Operating System) ? ?Hệ thống gì? ? ?Điều hành j? Hệ thống chương trình điều hành máy tính ? 34 slide Hệ điều hành gì?... Kiếm, Giáo trình hệ điều hành nâng cao, Đại học Khoa học Tự nhiên,1999 Nội dung môn học Chương 1: Tổng quan hệ điều hành Chương 2: Quản lý tiến trình Chương 3: Quản lý nhớ Chương 4: Hệ thống tập