Bài giảng Nguyên lý hệ điều hành (handout): Chương 1 trang bị cho người học những kiến thức tổng quan về hệ điều hành như: Khái niệm hệ điều hành, lịch sử phát triển hệ điều hành, các khái niệm trong hệ điều hành, định nghĩa và phân loại hệ điều hành, tính chất cơ bản của hệ điều hành, cấu trúc hệ điều hành, vấn đề xây dựng hệ điều hành.
Hệ điều hành Notes NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Phạm Đăng Hải haipd@soict.hust.edu.vn Bộ mơn Khoa học Máy tính Viện Công nghệ Thông tin & Truyền Thông Ngày 14 tháng năm 2020 c om / 98 an co Notes ng Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành du on g th Chương Tổng quan Hệ Điều Hành cu u / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Notes Khái niệm Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành Vấn đề xây dựng Hệ điều hành / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành Notes Khái niệm Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành Vấn đề xây dựng Hệ điều hành Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.1 Cấu trúc phân lớp hệ thống co Khái niệm Hệ điều hành an Notes ng c om / 98 Cấu trúc phân lớp hệ thống du on g th Chức Hệ điều hành cu u / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.1 Cấu trúc phân lớp hệ thống Notes Kiến trúc hệ thống máy tính Một/ nhiều CPUs, thiết bị điều khiển liên kết hệ thống bus chung để truy nhập tới nhớ phân chia Các thiết bị điều khiển CPU thực đồng thời, cạnh tranh với / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.1 Cấu trúc phân lớp hệ thống Notes Các thành phần hệ thống máy tính(Silberschatz 2002) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.1 Cấu trúc phân lớp hệ thống Notes co Các thành phần hệ thống máy tính th an Phần cứng (Hardware) Cung cấp tài ngun tính tốn (CPU, nhớ, thiết bị vào ra) Hệ điều hành (Operating system) điều khiển phối hợp việc sử dụng phần cứng cho ứng dụng khác nhiều người sử dụng khác ng c om / 98 on g Chương trình ứng dụng(Application programs) (chương trình dịch, hệ sở liệu, game, ) sử dụng tài nguyên máy tính để giải yêu cầu người sử dụng cu u / 98 du Người dùng (Users) Người sử dụng, máy móc hay máy tính khác Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.1 Cấu trúc phân lớp hệ thống Notes Các thành phần hệ thống máy tính (Tanenbaum 2001) / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.1 Cấu trúc phân lớp hệ thống Notes Mục tiêu Hệ điều hành nằm phần cứng hệ thống chương trình ứng dụng Mục tiêu: Cung cấp môi trường để người sử dụng thực chương trình ứng dụng làm cho máy tính dễ sử dụng hơn, thuận lợi hiệu Chuẩn hóa giao diện người dùng hệ thống phần cứng khác Sử dụng hiệu tài nguyên phần cứng khai thác tối đa hiệu suất phần cứng Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.2 Chức Hệ điều hành co Notes an Khái niệm Hệ điều hành ng c om 10 / 98 Cấu trúc phân lớp hệ thống du on g th Chức Hệ điều hành cu u 11 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.2 Chức Hệ điều hành Notes Chức Hệ điều hành Giả lập máy tính ảo Quản lý tài nguyên hệ thống 12 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.2 Chức Hệ điều hành Notes Giả lập máy tính ảo Giúp ẩn dấu chi tiết phải thực khai thác chức phần cứng máy tính dễ dàng hiệu Đơn giản hóa vấn đề lập trình Khơng phải làm việc với dãy nhị phân Tiến trình sở hữu tồn bộ nhớ, thời gian CPU, thiết bị máy ảo Ggiao tiếp với thiết bị dễ dàng so với phần cứng túy Ethernet card: Trao đổi tin cậy, theo thứ tự (TCP/IP) Mở rộng hệ thống →hệ thống dường có đặc trưng mong muốn (bộ nhớ ảo, máy in ảo ) Các tiến trình khơng ảnh hưởng trực tiếp đến tiến trình khác → lỗi tiến trình khơng làm hỏng tồn hệ thống Hữu ích cho phát triển hệ điều hành Nếu HĐH thử nghiệm bị lỗi, giới hạn máy ảo Trợ giúp kểm tra chương trình HĐH khác Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.2 Chức Hệ điều hành Notes du on g th an co Giả lập máy tính ảo ng c om 13 / 98 cu u 14 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.2 Chức Hệ điều hành Notes Quản lý tài nguyên hệ thống Tài nguyên hệ thống (Vi xử lý, nhớ, thiết bị vào ra, file ) chương trình sử dụng để thực cơng việc xác định Các chương trình địi hỏi tài nguyên mặt thời gian (sử dụng ) không gian (nhớ ) Hệ điều hành phải quản lý tài nguyên để hoạt động máy tính hiệu Phân phối tài nguyên cho chương trình cần thiết Giải tranh chấp Quyết định thứ tự cấp phát tài nguyên cho yêu cầu Ví dụ: quản lý tài nguyên nhớ (hữu hạn) Nhiều chương trình thực Tránh truy cập bất hợp lệ Phải đảm bảo toàn vẹn liệu (dùng chung vùng nhớ: file) ✞ ☎ Chức : Quản lý tài nguyên hệ thống ✝ ✆ 15 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Khái niệm Hệ điều hành 1.2 Chức Hệ điều hành Notes Bài tập Download chương trình máy ảo (Virtual PC, Bochs, PearPC ) Cài đặt hệ điều hành (Windows, Linux, MacOS, Android, ) máy ảo cu u du on g th an co Notes ng c om 16 / 98 Notes CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes Khái niệm Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành Vấn đề xây dựng Hệ điều hành du on g th an co ng c om Notes cu u 20 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.1 Lịch sử phát triển máy tính điện tử Notes Lịch sử phát triển Hệ điều hành Lịch sử phát triển máy tính điện tử Lịch sử phát triển Hệ điều hành 21 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.1 Lịch sử phát triển máy tính điện tử Notes Lịch sử phát triển máy tính điện tử 1936 A Turing & Church đưa mơ hình tính tốn hình thức chứng minh tồn máy tính vạn năng: Máy Turing 1941 Konzard Zuse (Đức) Xây dựng máy tính Rơle: Máy tính nhị phân lập trình dựa cơng nghệ điện 1946 Máy ENIAC dựa đèn điện tử có tốc độ nhanh độ tin cậy thấp Rơle Sơ đồ Von Neumann đời giai đoạn 1950-1958 Dùng đèn điện tử thu nhỏ 1959-1963 Dùng chất bán dẫn 1964-1974 Dùng mạch tích hợp thay 1974-1990 Mạch tích hợp cỡ lớn: Kỹ thuật cho phép sản xuất CPU, nhớ thiết bị tương tự mạch tích hợp Kết phát sinh lớp máy tính rẻ xử lý song song gồm nhiều CPUs 1990-nay Mạch tích hợp cỡ lớn mạch tích hợp thơng minh Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành co Lịch sử phát triển Hệ điều hành an Notes ng c om 22 / 98 Lịch sử phát triển máy tính điện tử du on g th Lịch sử phát triển Hệ điều hành cu u 23 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes Lịch sử phát triển Hệ điều hành 1948-1970 : Phần cứng đắt; nhân công rẻ 1970-1985 : Phần cứng rẻ; nhân công đắt 1981- : Phần cứng rẻ, nhân công đắt 1981- : Các hệ thống phân tán 1995- : Các thiết bị di động 24 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes Phần cứng đắt, nhân cơng rẻ (1/4) Máy tính 1M$ : Tài sản quốc gia sử dụng chủ yếu quân ⇒ Cần tối ưu hóa để sử dụng hiệu phần cứng Thiếu tương tác người dùng máy Khơng phân biệt người sử dụng; người lập trình, thao tác viên Một người dùng thời điểm Người sử dụng viết chương trình; gồm nhiều bìa đục lỗ Tấm bìa chương trình mồi (bootstraps loader ) đọc vào nhớ thực Lệnh chương trình mồi đọc vào nhớ thực lệnh nằm bìa sau vào nhớ thực (chương trình ứng dụng ) Xem xét đèn hiệu (kết ), thực gỡ rối Khó gỡ rối Lãng phí thời gian máy Giải pháp: Xử lý theo lô (batch processing) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes co Phần cứng đắt, nhân công rẻ (2/4) ng c om 25 / 98 Xử lý theo lơ có thao tác viên chun nghiệp Thao tác viên kết hợp chương trình thành gói (batch) Máy tính đọc thực chương trình th Thao tác viên lấy kết in gửi lại người lập trình an Người lập trình đưa chương trình cho thao tác viên Giảm thời gian đợi công việc g Vấn đề thắt nút thao tác vào/ra on Máy tính ngày nhanh Thiết bị đọc bìa chậm du ⇒CPU phải chờ đợi đọc/ghi bìa cu u 26 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes Phần cứng đắt, nhân công rẻ (3/4) Thay thiết bị đọc bìa đục lỗ thiết bị băng từ ⇒ Máy tính ngoại vi độc lập làm nhiệm vụ đọc ghi liệu Thiết bị ngoại vi thiết kế để truy nhập nhớ trực tiếp (DMA: Direct Memory Access) sử dụng chế ngắt kênh vào HĐH yêu cầu thiết bị vào/ra thực tiếp tục thực cơng việc HĐH nhận tín hiệu ngắt thiết bị vào thực xong yêu cầu ⇒Cho phép overlap tính tốn vào 27 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes Phần cứng đắt, nhân cơng rẻ (4/4) Lập trình lại CPU để dễ dàng hốn đổi chương trình Phần cứng: nhớ có kích thước lớn rẻ Một vài chương trình thực đồng thời : Đa chương trình Có thể overlap nhiều thời gian CPU thiết bị vào Đòi hỏi bảo vệ nhớ chương trình giữ cho lỗi chương trình khơng ảnh hưởng tới tồn hệ thống Vấn đề: Hệ điều hành phải quản lý tất tương tác ⇒ vượt khỏi tầm kiểm soát (OS360: 1000 lỗi) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes co Phần cứng rẻ, nhân cơng đắt Các máy tính có giá 10.000$ ⇒ dùng rộng rãi cho nhiều loại việc th Người sử dụng thực nhiều loại công việc (soạn thảo, chat, gỡ rối chương trình, ) ⇒ cần khai thác hệ thống hiệu an Công nghệ HDH ổn định Sử dụng thiết bị đầu cuối giá rẻ (1000$) cho phép nhiều người dùng tương tác với hệ thống thời điểm ng c om 28 / 98 ⇒ Hệ điều hành phân chia thời gian du Truyền thông máy Bảo vệ chống lại công on Vấn đề thời gian đáp ứng hệ thống Mạng máy tính đời (ARPANet : 1968 ) g Ví dụ máy PC: 10M phép tính/giây; Tốc độ gõ phím 0.2s/1 ký tự => Mất 2M lệnh lần gõ phím cu u 29 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành 2.2 Lịch sử phát triển Hệ điều hành Notes Phần cứng rẻ, nhân cơng đắt Máy tính có giá trị 1000$; nhân cơng 100K $/năm ⇒ Máy tính sử dụng rộng rãi để việc hiệu Tính tốn cá nhân, Máy tính rẻ, cung cấp cho người (PC: Máy tính cá nhân) Hệ điều hành máy tính cá nhân Tài nguyên phần cứng bị giới hạn (Thời gian đầu : 1980s) HDH trở thành thư viện thủ tục cung cấp sẵn Một chương trình thời điểm (DOS) Máy tính cá nhân trở nên mạnh HDH gặp phải vấn để phức tạp HDH lớn đa nhiệm, bảo vệ nhớ (WINXP) Giao diện người sử dung theo đồ họa (MAC, WIN, ) 30 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành 4.2 Phân loại Hệ điều hành Notes Hệ thống phân chia thời gian Chia sẻ thời gian processor cho chương trình/tiến trình sẵn sàng thực Nguyên tắc giống hệ thống xử lý theo lơ đa chương trình (nạp phần chương trình) Processor phân phối lại phụ thuộc chủ yếu vào điều phối hệ điều hành ⇒ Điều phối nào? ⇒ Chương Thời gian hốn đổi tiến trình nhỏ, chương trình cảm giac song song Thường gọi: Hệ điều hành đa nhiệm (Windows) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành 4.2 Phân loại Hệ điều hành Notes Hệ thống song song Đa xử lý đối xứng (SMP: symmetric) Đa xử lý không đối xứng (ASMP: asymmetric) g th Mỗi xử lý chạy tiến trình/luồng Các VXL giao tiếp với thông qua nhớ dùng chung Cơ chế chịu lỗi khả cân tải tối ưu Vấn đề: Đồng VXL Ví dụ: HĐH WinNT an Nhiều VXL, cơng việc thực nhanh chóng (Amdahl 67 ) Độ tin cậy cao: hỏng VXL không ảnh hưởng đến hệ thống Ưu hệ thống nhiều máy có VXL chia xẻ nhớ, thiết bị ngoại vi co Xây dựng cho hệ thống có nhiều vi xử lý ng c om 55 / 98 du on Một xử lý kiểm sốt tồn hệ thống Các xử lý khác thực theo lệnh xử lý theo thị định nghĩa trước Mơ hình theo dạng quan hệ chủ tớ: Bộ xử lý lập lịch cho xử lý khác cu u 56 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành 4.2 Phân loại Hệ điều hành Notes Hệ thống phân tán Mỗi xử lý có nhớ cục riêng, trao đổi với thông qua đường truyền thơng Các VXL thường khác kích thước chức (Máy cá nhân, máy trạm, máy mini, ) Hệ thống phân tán sử dụng để Chia xẻ tài nguyên : cung cấp chế để chia xẻ tập tin, in ấn vị trí xa Tăng tốc độ tính tốn: Một thao tác tính tốn chia làm nhiều phần nhỏ thực lúc nhiều vị trí khác An tồn: Một vị trí hệ thống bị hỏng, vị trí khác tiếp tục làm việc 57 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành 4.2 Phân loại Hệ điều hành Notes Hệ thống xử lý thời gian thực Được sử dụng chủ yếu lĩnh vực điều khiển Giải tốn khơng muộn thời điểm Mỗi tốn có hạn định (deadline) Hệ thống phải cho kết xác khoảng thời gian xác định Hệ điều hành đòi hỏi phối hợp cao phần mềm phần cứng Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành Notes Khái niệm Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành Vấn đề xây dựng Hệ điều hành du on g th an co ng c om 58 / 98 cu u 59 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.1 Độ tin cậy cao Notes Tính chất Hệ điều hành Độ tin cậy cao An toàn Hiệu Tổng quát theo thời gian Thuận tiện 60 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.1 Độ tin cậy cao Notes Độ tin cậy cao Mọi hoạt động, thông báo HĐH phải chuẩn xác Cung cấp thông tin chắn Khi gặp lỗi: thông báo ngừng xử lý trao quyền định cho người dùng Cần có hỗ trợ từ thiết bị Ví dụ: C:\>COPY C:\F.TXT A: Kiểm tra cú pháp lệnh copy Kiểm tra I:\O Card (động cơ, khả truy nhập ổ) Kiểm tra tồn file F.TXT C Kiểm tra ổ đĩa A Kiểm tra tồn file F.TXT A Có đủ chỗ trống A Đĩa bị bảo vệ chống ghi Kiểm tra thơng tin ghi vào (nếu có u cầu) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.2 An toàn co Notes ng c om 61 / 98 Tính chất Hệ điều hành an Độ tin cậy cao An toàn th Hiệu Tổng quát theo thời gian du on g Thuận tiện cu u 62 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.2 An toàn Notes An tồn Dữ liệu chương trình phải bảo vệ Khơng bị thay đổi ngồi ý muốn chế độ làm việc Hạn chế truy nhập bất hợp pháp Các tài nguyên khác có yêu cầu bảo vệ khác Bảo vệ nhiều mức với nhiều công cụ khác Quan trọng với hệ điều hành đa nhiệm 63 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.3 Hiệu Notes Tính chất Hệ điều hành Độ tin cậy cao An toàn Hiệu Tổng quát theo thời gian Thuận tiện Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.3 Hiệu Notes co Hiệu ng c om 64 / 98 th Tài nguyên hạn chế giải yêu cầu phức tạp an Các tài nguyên phải khai thác triệt để; Hệ thống cần phải trì tính đồng bộ; du on g Các thiết bị tốc độ chậm không ảnh hưởng tới hoạt động toàn hệ thống cu u 65 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.4 Tổng quát theo thời gian Notes Tính chất Hệ điều hành Độ tin cậy cao An toàn Hiệu Tổng quát theo thời gian Thuận tiện 66 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.4 Tổng quát theo thời gian Notes Tổng qt Hệ thống phải có tính kế thừa Các thao tác, thông báo không thay đổi Nếu thay đổi: thông báo hướng dẫn cụ thể (chkdsk/scandisk) Đảm bảo tính kế thừa trì phát triển người sử dụng Hệ thống cần phải có khả thích nghi với thay đổi xảy Ví dụ: Vấn đề Y2K; FAT 12/16/32 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.5 Thuận tiện co Notes ng c om 67 / 98 Tính chất Hệ điều hành an Độ tin cậy cao An toàn th Hiệu Tổng quát theo thời gian cu u 68 / 98 du on g Thuận tiện Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 5.Tính chất Hệ điều hành 5.5 Thuận tiện Notes Thuận tiện Dễ sử dụng Nhiều mức với hiệu khác Có hệ thống trợ giúp phong phú 69 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành Notes Khái niệm Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành Vấn đề xây dựng Hệ điều hành Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống co Notes ng c om 70 / 98 Cấu trúc hệ điều hành an Những thành phần hệ thống th Dịch vụ Hệ điều Hành Lời gọi hệ thống du on g Các cấu trúc hệ thống cu u 71 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes Những thành phần hệ thống Quản lý tiến trình Quản lý nhớ Quản lý hệ thống vào Quản lý file Quản lý nhớ lưu trữ Hệ thống trao đổi liệu (mạng) Hệ thống bảo vệ Giao diện người dùng 72 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes Quản lý tiến trình Tiến trình: Chương trình thực Tiến trình sử dụng tài nguyên hệ thống để hồn thành cơng việc Tài ngun cấp tiến trình khởi tạo hay thi hành Tiến trình kết thúc, tài nguyên trả Hệ thống tồn nhiều tiến trình thời điểm Tiến trình hệ thống Tiến trình người sử dụng Nhiệm hệ điều hành việc quản lý tiến trình Tạo hủy tiến trình người sử dụng hệ thống Ngưng thực lại tiến trình Cung cấp chế đồng tiến trình Cung cấp cách thơng tin tiến trình Cung cấp chế kiểm sốt bế tắc tiến trình Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes co Quản lý nhớ th an Bộ nhớ mảng kiểu byte (word) Mỗi phần tử có địa Đó nơi lưu liệu CPU truy xuất Một chương trình muốn thi hành trước hết phải ánh xạ thành địa tuyệt đối nạp vào nhớ chính.Khi chương trình thi hành, hệ thống truy xuất thị liệu chương trình nhớ ng c om 73 / 98 Để tối ưu hóa q trình hoạt động CPU tốc độ máy tính, số tiến trình lưu giữ nhớ g Vai trò Hệ điều hành việc quản lý nhớ du on Lưu giữ thơng tin vị trí nhớ sử dụng sử dụng Quyết định tiến trình nạp vào nhớ chính, nhớ dùng Cấp phát thu hồi nhớ cần thiết cu u 74 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes Quản lý hệ thống vào Mục đích: che dấu đặc thù thiết bị phần cứng người sử dụng thay vào làm cho người sử dụng dễ thao tác Quản lý hệ thống vào bao gồm Thành phần quản lý nhớ gồm buffering, caching, spooling Giao tiếp điều khiển thiết bị (device drivers) tổng quát Bộ điều khiển cho thiết bị phần cứng đặc biệt Chỉ có device driver hiểu đến cấu trúc đặc thù thiết bị mà mơ tả 75 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes Quản lý file Máy tính lưu trữ thơng tin nhiều loại thiết bị lưu trữ khác nhau, File (Tập tin)đơn vị lưu trữ Nhiệm vụ quản lý file Tạo/ xoá tập tin/ thư mục Hỗ trợ thao tác file thư mục Ánh xạ file hệ thống lưu trữ phụ Backup hệ thống file thiết bị lưu trữ Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes th Có thể sử dụng đĩa để chứa liệu kết xử lý tạm thời: nhớ ảo du on g Vai trò hệ điều hành việc quản lý đĩa Quản lý vùng trống đĩa Cung cấp vùng lưu trữ theo yêu cầu Lập lịch cho truy nhâp đĩa hiệu an Chương lưu trữ nhớ phụ (đĩa từ) nạp vào nhớ thực sử dụng đĩa để chứa liệu kết xử lý co Quản lý nhớ lưu trữ ng c om 76 / 98 cu u 77 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes Hệ thống trao đổi liệu (Hệ thống phân tán) Hệ thống phân tán gồm tập VXL (có thể khơng đồng nhất) khơng có đồng hồ nhớ chung Mỗi VXL có nhớ cục riêng Các VXL liên kết qua hệ thống mạng truyền thông Truyền thông thực nhờ giao thức (FTP, HTTP ) Hệ phân tán cho phép người sử dụng truy nhập tới tài nguyên khác Truy nhập tới tài nguyên dùng chung cho phép Tăng tốc độ tính tốn Tăng khả sẵn sàng liệu Tăng độ tin cậy hệ thống 78 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes Bảo vệ hệ thống Hệ thống nhiều người dùng đồng thời ⇒ Các tiến trình phải bảo vệ từ hoạt động tiến trình khác Bảo vệ chế kiểm sốt truy nhập chương trình, tiến trình hay người dùng tới hệ thống tài nguyên người dùng Cơ chế bảo vệ đòi hỏi Phân biệt sử dụng hợp pháp không hợp pháp Xác lập kiểm soát áp đặt Cung cấp phương tiện ép buộc Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.1 Những thành phần hệ thống Notes co Giao diện người dùng ng c om 79 / 98 an Thực câu lệnh người dùng Các câu lệnh cung cấp cho hệ điều hành câu lệnh điều khiển nhằm g th Tạo quản lý tiến trình Quản lý nhớ chính, nhớ lưu trữ Truy nhập hệ thống file Bảo vệ Hệ thống mạng du on Giao diện người dùng dịng lệnh (DOS, UNIX) hay thân thiện nhờ dùng giao diện đồ họa (Windows, MacOS) cu u 80 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.2 Dịch vụ Hệ điều Hành Notes Cấu trúc hệ điều hành Những thành phần hệ thống Dịch vụ Hệ điều Hành Lời gọi hệ thống Các cấu trúc hệ thống 81 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.2 Dịch vụ Hệ điều Hành Notes Dịch vụ yếu Thi hành chương trình : hệ thống có khả nạp chương trình vào nhớ thi hành Chương trình phải chấm dứt thi hành theo cách thông thường hay bất thường (lỗi) Thao tác nhập xuất : Để tăng tính hiệu quả, chương trình khơng truy xuất trực tiếp thiết bị vào/ra Hệ điều hành phải cung cấp phương tiện để thực vào Thao tác hệ thống tập tin Chương trình có khả đọc, viết tạo xóa file Truyền thơng: Trao đổi thơng tin tiến trình thực thi máy máy mạng Truyền thông thực nhờ nhớ phân chia kỹ thuật chuyển thông điệp Phát lỗi Đảm bảo thực xác lỗi CPU, nhớ, thiết bị vào hay chương trình Mỗi dạng lỗi, HĐH có cách giải tương ứng Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.2 Dịch vụ Hệ điều Hành Notes co Dịch vụ phụ trợ Không nhằm trợ giúp người dùng mà dùng để vận hành hệ thống Thống kê báo cáo Lưu giữ thông tin loại số lượng tài th nhiều cơng việc thực diện trịng thời điểm an hiệu Cung cấp tài nguyên Phân phối tài nguyên cho nhiều người dùng ng c om 82 / 98 g nguyên sử dụng, nhằm sử dụng cho tính toán (giá on thành sử dung ), nghiên cứu (cải tiến hệ thống ) Bảo vệ Đảm bảo truy nhập tới tài nguyên hệ thống du kiểm soát cu u 83 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.3 Lời gọi hệ thống Notes Cấu trúc hệ điều hành Những thành phần hệ thống Dịch vụ Hệ điều Hành Lời gọi hệ thống Các cấu trúc hệ thống 84 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.3 Lời gọi hệ thống Notes Lời gọi hệ thống Lời gọi hệ thống cung cấp giao tiếp tiến trình hệ điều hành Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.3 Lời gọi hệ thống Notes co Phân loại lời gọi hệ thống an Quản lý tiến trình: khởi tạo tiến trình, huỷ tiến trình Quản lý nhớ: cấp phát giải phóng nhớ on g Quản lý thiết bị vào ra: thực trao đổi vào/ra th Quản lý file: tạo mới, xoá, đọc ghi file Trao đổi thông tin với hệ thống lấy/đặt ngày ng c om 85 / 98 du Truyền thơng liên tiến trình cu u 86 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes Cấu trúc hệ điều hành Những thành phần hệ thống Dịch vụ Hệ điều Hành Lời gọi hệ thống Các cấu trúc hệ thống 87 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes Các cấu trúc hệ thống Cấu trúc đơn giản (MSDOS; phiên UNIX đầu tiên) Cấu trúc theo lớp (UNIX, OS2 ) Máy ảo (MS-DOS chạy Windows, Máy ảo Java) Mơ hình Client-Server (WINNT ) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes du on g th an co Cấu trúc MS-DOS (Silberschatz 2002) ng c om 88 / 98 cu u 89 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes Cấu trúc UNIX (Silberschatz 2002) 90 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes Cấu trúc OS/2 (Silberschatz 2002) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes cu u 92 / 98 du on g th an co Máy ảo (Silberschatz 2002) ng c om 91 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes Mơ hình Client-Server (Tanenbaum 2001) 93 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Cấu trúc hệ điều hành 6.4 Các cấu trúc hệ thống Notes Mơ hình Client-Server hệ phân tán (Tanenbaum 2001) Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 7.Vấn đề xây dựng Hệ điều hành Notes Khái niệm Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Cấu trúc hệ điều hành Vấn đề xây dựng Hệ điều hành du on g th an co ng c om 94 / 98 cu u 95 / 98 Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành 7.Vấn đề xây dựng Hệ điều hành Notes Nguyên tắc xây dựng hệ điều hành Nguyên tắc modul Nguyên tắc tương đối định vị Nguyên tắc macroprocessor Nguyên tắc khởi tạo cài đặt Nguyên tắc lặp chức Nguyên tắc giá trị chuẩn Nguyên bảo vệ nhiều mức 96 / 98 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành Notes Tóm tắt Khái niệm Hệ điều hành Cấu trúc phân lớp hệ thống Chức Hệ điều hành Lịch sử phát triển Hệ điều hành Lịch sử phát triển máy tính điện tử Lịch sử phát triển Hệ điều hành Các khái niệm hệ điều hành Tiến trình luồng Tài nguyên hệ thống Bộ xử lý lệnh (Shell) Lời gọi hệ thống (System calls) Định nghĩa phân loại Hệ điều hành Định nghĩa Phân loại Hệ điều hành Tính chất Hệ điều hành Độ tin cậy cao An toàn Hiệu Tổng quát theo thời gian Thuận tiện Cấu trúc hệ điều hành Những thành phần hệ thống Dịch vụ Hệ điều Hành Lời gọi hệ thống Các cấu trúc hệ thống Vấn đề xây dựng Hệ điều hành c om 97 / 98 Notes an g th Giả thiết and/chị nằm nhóm xây dựng hệ điều hành BKOS hệ điều hành đưa vào sử dụng tới phiên 2.0 Để nâng cấp lên phiên 3.0, thành viên nhóm đề nghị thêm vào lời gọi hệ thống tham số để chứa mã trả dịch vụ (Hiện tại, hệ thống sử dụng mã trả với giá trị -1 gặp lỗi, thành công ) Với phương pháp thêm tham số này, sử dụng lời gọi hệ thống linh hoạt Tuy nhiên nhiều thành viên nhóm phản đối ý kiến co Câu hỏi ← Đề thi học kỳ K54 ng Chương 1: Tổng quan Hệ Điều Hành u cu 98 / 98 du on Dựa tính chất hệ điều hành, cho biết ý kiến bị phản đối? Nếu muốn áp dụng sáng kiến trên, cần thực nào? Hệ (nếu có) ? Hệ (nếu có) ? Notes CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt