Bài giảng Hệ điều hành - Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành giúp người học có thể: Hiểu và phát biểu lại được các khái niệm cơ bản về hệ điều hành, và các thành phần của hệ điều hành, biết được sự khác biệt cơ bản giữa các loại hệ điều hành. Mời các bạn cùng tham khảo.
HỆ ĐIỀU HÀNH Chương Tổng quan hệ điều hành 1/17/2018 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Mục tiêu chương Hiểu phát biểu lại khái niệm hệ điều hành, thành phần hệ điều hành Biết khác biệt loại hệ điều hành 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Nội dung chương Tổng quan Phân loại hệ điều hành Lịch sử phát triển hệ điều hành 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Tổng quan Người dùng Hệ điều hành gì? Chương trình trung gian phần cứng máy tính người sử dụng, có chức điều khiển phối hợp việc sử dụng phần cứng cung cấp dịch vụ cho ứng dụng Mục tiêu Chạy ứng dụng abc phần cứng XYZ Giúp người dùng dễ dàng sử dụng hệ thống Quản lý cấp phát tài nguyên hệ thống cách hiệu 1/17/2018 Các ứng dụng Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Hệ Điều Hành Phần cứng Tổng quan (tt) Banking system Airline reservation Web browser Compilers Editors Command interpreter Application programs System programs Operating system Machine language Microprogramming Hardware Physical devices Hình Dror G Feitelson 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Cấu trúc hệ thống máy tính 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Cấu trúc hệ thống máy tính (tt) Phần cứng (hardware) Bao gồm tài nguyên máy tính CPU, nhớ, thiết bị I/O Hệ điều hành (operating system) Phân phối tài nguyên, điều khiển phối hợp hoạt động chương trình hệ thống Chương trình ứng dụng (application programs) Sử dụng hệ thống tài nguyên để giải tốn tính tốn người sử dụng Ví dụ: compilers, database systems, video games, business programs Users (people, machines, other computers) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Các chức hệ điều hành Phân chia thời gian xử lý định thời CPU Phối hợp đồng hoạt động processes (coordination & synchronization) Quản lý tài nguyên hệ thống (thiết bị I/O, nhớ, file chứa liệu,…) Thực kiểm soát access control, protection Duy trì quán (integrity) hệ thống, kiểm sốt lỗi phục hồi hệ thống có lỗi (error recovery) Cung cấp giao diện làm việc cho users 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Phân loại hệ điều hành Dưới góc độ loại máy tính Hệ điều hành dành cho máy MainFrame Hệ điều hành dành cho máy Server Hệ điều hành dành cho máy nhiều CPU Hệ điều hành dành cho máy tính cá nhân (PC) Hệ điều hành dành cho máy PDA (Embedded OS - hệ điều hành nhúng) Hệ điều hành dành cho máy chuyên biệt Hệ điều hành dành cho thẻ chíp (SmartCard) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved Phân loại hệ điều hành (tt) Dưới góc độ số chương trình sử dụng lúc Hệ điều hành đơn nhiệm Hệ điều hành đa nhiệm Dưới góc độ người dùng (truy xuất tài nguyên lúc) Một người dùng Nhiều người dùng Mạng ngang hàng Mạng có máy chủ: LAN, WAN, … 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 10 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Yêu cầu OS hệ thống time-sharing Định thời công việc (job scheduling) Quản lý nhớ (memory management) Virtual memory Quản lý trình (process management) Định thời CPU Đồng trình (synchronization) Giao tiếp trình (process communication) Tránh deadlock Quản lý hệ thống file, hệ thống lưu trữ Cấp phát hợp lý tài nguyên Bảo vệ (protection) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 17 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Hệ thống song song Hai nhiều xử lý chia sẻ nhớ Master/Slave : xử lý kiểm soát số xử lý I/O Bộ xử lý Bộ xử lý Bộ nhớ 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 18 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Hệ thống song song (parallel, multiprocessor, hay tightlycoupled system) Nhiều CPU Chia sẻ computer bus, clock Ưu điểm Năng xuất hệ thống (System throughput): nhiều processor nhanh xong cơng việc Multiprocessor system tốn multiple single-processor system: dùng chung tài nguyên (đĩa,…) Độ tin cậy: processor hỏng cơng việc chia sẻ processor lại 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 19 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Phân loại hệ thống song song Đa sử lý đối xứng (symmetric multiprocessor) Mỗi processor vận hành hệ điều hành giống Các copy liệu cho cần (Windows NT, Solaris 5.0, Digital UNIX, OS/2, Linux) Đa sử lý bất đối xứng (asymmetric multiprocessor) Mỗi processor thực thi công việc khác Master processor định thời phân công việc cho slave processors (SunOS 4.0) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 20 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Hệ thống phân tán Mỗi processor có nhớ riêng, giao tiếp với qua kênh nối mạng, bus tốc độ cao Người dùng thấy hệ thống đơn 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 21 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Ưu điểm hệ thống phân tán (distributed system, looselycoupled system) Chia sẻ tài ngun (resource sharing) Chia sẻ sức mạnh tính tốn (computational sharing) Độ tin cậy cao (high reliability) Độ sẵn sàng cao (high availability): dịch vụ hệ thống cung cấp liên tục cho dù thành phần hardware trở nên hỏng 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 22 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Các mơ hình hệ thống phân tán Client-server Server: cung cấp dịch vụ Client: sử dụng dịch vụ server Peer-to-peer (P2P) Các peer (máy tính hệ thống) ngang hàng Khơng có sở liệu tập trung Các peer tự trị Ví dụ: Gnutella 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 23 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Hệ thống thời gian thực (real-time system) Sử dụng thiết bị chuyên dụng điều khiển thử nghiệm khoa học, điều khiển y khoa, dây chuyền công nghiệp, thiết bị gia dụng, quân Ràng buộc thời gian: hard soft real-time Hard real-time Hạn chế (hoặc khơng có) nhớ phụ, tất liệu nằm nhớ (RAM ROM) Yêu cầu thời gian đáp ứng/xử lý nghiêm ngặt, thường sử dụng điều khiển công nghiệp, robotics,… Soft real-time Thường dùng lĩnh vực multimedia, virtual reality với yêu cầu mềm dẻo thời gian đáp ứng 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 24 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Hệ thống nhúng Điện thoại di động (smartphone) Máy tính bảng Đặc trưng thiết bị Bộ nhớ nhỏ (512 KB - 128 MB - 4GB) Tốc độ processor thấp (để tốn pin) Màn hình hiển thị có kích thước nhỏ Có thể dùng cơng nghệ kết nối IrDA, Bluetooth, wireless Có thể có nhiều cảm biến khác 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 25 Lịch sử phát triển hệ điều hành Thế hệ (1945 - 1955) Thiết kế, xây dựng, lập trình, thao tác: nhóm người Lưu phiếu đục lỗ Thế hệ (1955 - 1965) Xuất phân công công việc Hệ thống sử lý theo lô đời, lưu băng từ Hoạt động điều khiển đặc biệt chương trình 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 26 Lịch sử phát triển hệ điều hành Thế hệ (1965 - 1980) Ra đời hệ điều hành, khái niệm đa chương HĐH chia sẻ thời gian CTSS MIT MULTICS, UNIX Thế hệ (1980) Ra đời máy tính cá nhân, IBM PC HĐH MS-DOS, MacOS (Apple Macintosh), MS Windows, OS/1 Linux, QNX, HĐH mạng,… 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 27 Lịch sử phát triển hệ điều hành Nhân Windows Linux dựa tảng phát triển từ năm 1970s 1970 1980 1990 2000 1970 1980 1990 2000 (see http://www.levenez.com for diagrams showing history of Windows & Unix) 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 28 Tóm tắt lại nội dung buổi học Tổng quan Phân loại hệ điều hành Lịch sử phát triển hệ điều hành 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 29 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 30 THẢO LUẬN 1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT All Rights Reserved 31 ... in,…) Bảo vệ 1/ 17/2 018 Copyrights 2 017 CE-UIT All Rights Reserved 14 Phân loại góc độ hình thức xử lý (tt) Hệ điều hành đơn chương Hệ điều hành đa chương 1/ 17/2 018 Copyrights 2 017 CE-UIT All Rights... phiếu đục lỗ Thế hệ (19 55 - 19 65) Xuất phân công công việc ? ?Hệ thống sử lý theo lô đời, lưu băng từ Hoạt động điều khiển đặc biệt chương trình 1/ 17/2 018 Copyrights 2 017 CE-UIT All Rights Reserved...Mục tiêu chương Hiểu phát biểu lại khái niệm hệ điều hành, thành phần hệ điều hành Biết khác biệt loại hệ điều hành 1/ 17/2 018 Copyrights 2 017 CE-UIT All Rights Reserved Nội dung chương Tổng