Bài giảng nguyên lý hệ điều hành giúp các bạn nắm rõ các Khái niệm hệ điều hành, Chức năng của hệ điều hành. Vị trí của hệ điều hành. Các thành phần của hệ điều hành. Cấu trúc của hệ điều hành. Hệ điều hành (HĐH) là phần gắn bó trực tiếp với phần cứng và là môi trường cho các chương trình ứng dụng chạy trên nó.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Giới thiệu Nội dung giáo trình CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TIẾN TRÌNH CHƯƠNG VÀO/RA CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ CHƯƠNG HỆ THỐNG FILE 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Các vấn đề Khái niệm hệ điều hành Chức hệ điều hành Vị trí hệ điều hành Các thành phần hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Khái niệm hệ điều hành Hệ điều hành (HĐH) phần gắn bó trực tiếp với phần cứng mơi trường cho chương trình ứng dụng chạy 10/2/2007 Giáo trình Ngun lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Chức hệ điều hành ¾ Quản lý phân phối tài nguyên cách hợp lý ¾ Giả lập máy tính mở rộng tạo giao diên tiện lợi với người sử dụng 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Tài nguyên ¾ Tài nguyên phần cứng - Bộ xử lý - Bộ nhớ - Các thiết bị nhập xuất ¾ Tài nguyên phần mềm Các file, chương trình dùng chung, 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Vị trí hệ điều hành Các CT ứng dụng Các CT ứng dụng Các CT tiện ích Các CT tiện ích NNLT, CTDịch, Hệ điều hành Phần cứng HỆ ĐIỀU HÀNH Ngôn ngữ máy Phần cứng Micro Programming Các thiết bị vật lý 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Các thành phần hệ điều hành ¾ Quản lý tiến trình ¾ Quản lý nhớ ¾ Quản lý nhập xuất ¾ Quản lý tập tin ¾ Hệ thống bảo vệ ¾ Hệ thông dịch lệnh (Shell) 10/2/2007 ¾ Quản lý Giáomạng trình Ngun lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Các thành phần hệ điều hành Quản lý tiến trình ¾ Tạo lập, huỷ bỏ tiến trình ¾ Tạm dừng, tái kích hoạt tiến trình ¾ Cung cấp chế trao đổi thơng tin tiến trình ¾ Cung cấp chế đồng hoá tiến trình 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Các thành phần hệ điều hành Quản lý nhớ ¾ Cấp phát thu hồi vùng nhớ cho tiến trình cần thiết ¾ Ghi nhận tình trạng nhớ chính: vùng cấp phát, vùng cịn sử dụng ¾ Quyết định tiến trình nạp vào nhớ có vùng nhớ trống 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn ¾ Chuyển đổi địa s limit CPU s base Bảng phân đoạn d < + sai Bộ nhớ vật lý Lỗi địa 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành - Cơ chế phần cứng hỗTiên trợ kỹ thuật phân đoạn Trần Hồ Thủy 124 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn ¾ Cài đặt bảng phân đoạn 10/2/2007 - Sử dụng tập ghi: bảng phân đoạn có kích thước nhỏ - Lưu trữ nhớ: bảng phân đoạn có kích thước lớn • Thanh ghi bảng phân đoạn (STBR) để lưu địa bắt đầu bảng phân đoạn (Segment Table Basic Register) • Giáo trình Ngun lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 125 Thanh ghi đặc tả kích thước bảng phân đoạn (STLR) TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát khơng liên tục Phân đoạn ¾ Cài đặt bảng phân đoạn 6700 Segment limit Bảng ký Segment hiệu Stack Segment CT CT Segment Segment 10/2/2007 Không base 1000 1400 400 6300 400 4300 1100 3200 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành gian địaTrần chỉHồ Thủy Tiên Hệ thống phân đoạn 6300 4700 Segment 4300 Segment 3200 2400 1400 Segment 126 Không gian vật lý TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn ¾ Cài đặt bảng phân đoạn STBR + s STLR CPU limit < s Bảng phân đoạn d < sai 10/2/2007 base Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiênchỉ Lỗi địa + Bộ nhớ vật lý 127 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn ¾ Chia sẻ phân đoạn 10/2/2007 - Khả chia xẻ mức phân đoạn: chia xẻ chương trình - Mỗi tiến trình có bảng phân đoạn riêng - Một phân đoạn chia xẻ phần tử bảng phân đoạn hai tiến trình khác truy xuất đến địa vật lý giống Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 128 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn ¾ Chia sẻ phân đoạn Bảng phân đoạn p1 limit Không gian địa p1 editor Segment data1 Segment 10/2/2007 base 25286 43062 4425 68348 Bảng phân đoạn p2 editor Segment limit base 25286 43062 8850 90003 data1 Segment điều hành Giáo trình Ngun lý Hệ Trần Hồ Thủy Tiên Khơng gian địa p2 43062 editor 68348 72773 90003 Data Data 98853 129 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn kết hợp phân trang ¾ Ý tưởng ¾ Cơ chế MMU ¾ Chuyển đổi địa 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 130 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn kết hợp phân trang ¾ Ý tưởng 10/2/2007 - Không gian địa chỉ: tập hợp phân đoạn - Mỗi phân đoạn: chia thành nhiều - Tiến trình đưa vào hệ thống, HĐH cấp phát cho tiến trình trang cần thiết để chứa đủ phân đoạn tiến trình Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 131 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn kết hợp phân trang ¾ Ý tưởng Bảng ký hiệu Stack CT CT Khơng gian địa 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên Khơng gian vật lý 132 Mơ hình phân đoạn kết hợp phân trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn kết hợp phân trang ¾ Chuyển đổi địa - 10/2/2007 Mỗi địa chỉ: • S: số hiệu phân đoạn • P: số hiệu trang • D: địa tương đối Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 133 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Cấp phát không liên tục Phân đoạn kết hợp phân trang ¾ Cơ chế MMU Bảng phân đoạn Bảng trang phân đoạn s s limit base p + CPU s f p d f 10/2/2007 trình Nguyên lý Hệ điều hành Cơ chế Giáo phần cứng phân đoạn Hồ Thủy Tiên kết hợp Trần phân trang d 134 lý Bộ nhớ vật TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Bộ nhớ ảo 10/2/2007 - Nếu đặt tồn thể khơng gian địa vào nhớ vật lý kích thước chương trình bị giới hạn kích thước nhớ - Nạp phần chương trình - Tại thời điểm, nạp vào nhớ vật lý thị liệu ct cần thiết cho việc thi hành lệnh thời điểm Giáo trình Ngun lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 135 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Bộ nhớ ảo 10/2/2007 - Bộ nhớ ảo: kỹ thuật cho phép xử lý tiến trình k0 nạp tồn vào nhớ vật lý - Bộ nhớ ảo: mô hình hố nhớ bảng lưu trữ lớn đông - NSD làm việc với địa ảo Việc chuyển đổi sang địa vật lý HĐH đảm nhiệm chế phần cứng Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 136 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG HỆ THỐNG FILE Mơ hình Client-Server ¾ Hệ thống ngun khối (Monolithic System) ¾ Hệ thống phân lớp (Layer System) ¾ Máy ảo (Virtual Machine) ¾ Mơ hình Client-Server (Client-Server Model) 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 137 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG HỆ THỐNG FILE Mơ hình Client-Server ¾ Hệ thống nguyên khối (Monolithic System) ¾ Hệ thống phân lớp (Layer System) ¾ Máy ảo (Virtual Machine) ¾ Mơ hình Client-Server (Client-Server Model) 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 138 ... HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Các vấn đề Khái niệm hệ điều hành Chức hệ điều hành Vị trí hệ điều hành Các thành phần hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều. .. lệnh để HĐH có xử lý tương ứng 10/2/2007 Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên 14 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Các thành phần hệ điều hành Quản lý mạng ¾ Một hệ thống... Giáo trình Nguyên lý Hệ điều hành Trần Hồ Thủy Tiên TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG CHƯƠNG MỞ ĐẦU Tài nguyên ¾ Tài nguyên phần cứng - Bộ xử lý - Bộ nhớ - Các thiết bị nhập xuất ¾ Tài nguyên phần