Tài liệu Cấu trúc hệ thống máy tính doc

BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNH Phần lý thuyết Chương 1 Cấu Trúc Hệ Thống Máy Tính GV: Nguyễn Duy Nhất nhatnd@hcm.fpt.vn Hệ Thống Máy Tính ≈ Computer System  Là 1 đơn vị xử lý độc lập có khả năng tương tác với người sử dụng  Ví dụ : PC (Personal Computer), Laptop, Notebook, Work Station, Server, … Các thành phần của 1 hệ thống máy tính (Computer System)  Trung tâm xử lý ≈ Thùng máy (Computer Case)  Thiết bị hiển thị (Display Device) ≈ màn hình (Monitor)  Thiết bị nhập (Input Device) ≈ Bàn phím (Keyboard), Chuột (Mouse)  Thiết bị in ấn, loa, … Trung Tâm Xử Lý  Thùng máy (Case)  Bộ cấp nguồn (PSU = Power Supply Unit)  Bo mạch chủ (MotherBoard, MainBoard)  Chip vi xử lý trung tâm (CPU = Central Proccessing Unit)  Bộ nhớ (Memory, RAM = Random Access Memory)  Mạch đồ họa (VGA Card= Video Graphics Array)  Các mạch chuyên dụng khác : Sound card, Network card, Fax/Modem card, TV Turner card …  Các thiết bị lưu trữ và truy xuất : Ổ cứng (HardDrive), ổ mềm (FloppyDrive), CD/DVD Rom, … Bo mạch chủ (1) RAM ROM Bo mạch chủ (2) Vỏ máy (Case) và PSU Vai trò của chip vi xử lý (CPU)  Chịu trách nhiệm xử lý mọi hoạt động của máy tính.  Được sự hỗ trợ bởi các Device Controller ≈ Bộ điều khiển thiết bị  Device Controller chịu trách nhiệm xử lý các hoạt động đặc thù : thao tác toán học, thao tác của các thiết bị như VGA card, Sound card, …  CPU và các DC chia sẻ với nhau đường truyền (bus) dữ liệu, bộ nhớ chính, … Quá Trình (Các trạng thái xảy ra khi máy tính) Khởi Động (1)  Người sử dụng kích hoạt power switch trên motherboard  kích hoạt PSU  motherboard khởi động  khởi động chương trình bootstrap.  Bootstrap : 1. Khởi động và kiểm tra các thiết bị của máy tính : CPU, RAM, VGA, Các ổ đĩa … 2. Định vị hệ điều hành sẽ được khởi động 3. Khởi động hệ điều hành Cơ chế hoạt động giữa CPU và các DC  CPU và các DC : thành phần nòng cốt của Motherboard, đóng vai trò như các đơn vị xử lý. CPU DC DC DCDC RAM [...]... Games Hệ Điều Hành Tài nguyên phần cứng … Khái niệm HĐH    Là chương trình hoạt động giữa người sử dụng và phần cứng máy tính Cung cấp môi trường để người sử dụng cài đặt và thi hành các chương trình tiện ích Quản lý, phân phối và bảo vệ tài nguyên phần cứng Tài nguyên phần cứng = CPU, bộ nhớ, cấu trúc nhập xuất, cấu trúc lưu trữ Phân loại HĐH Hệ  Hệ  Hệ  Hệ  Hệ  thống thống thống thống thống. .. CS Cấu trúc lưu trữ  Cấu trúc lưu trữ của 1 CS gồm : • Bộ nhớ chính • Thanh ghi, cache • Đĩa cứng, mềm, đĩa CD/DVD, USB Drive , … • Băng từ Cơ chế bảo vệ phần cứng  Bảo vệ = CPU  Bộ nhớ  Cấu trúc nhập xuất  Quản lý chia sẻ các tài nguyên khác  BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNH Phần lý thuyết Chương 2 Tổng Quan Về Hệ Điều Hành GV: Nguyễn Duy Nhất nhatnd@hcm.fpt.vn Khái niệm HĐH Người sử dụng Hệ Thống Máy Tính. .. khuyết điểm của hệ thống xử lý theo lô  Hệ thống chia sẻ thời gian Còn được gọi là hệ thống đa nhiệm (multi-tasking) : nhiều công việc được thực hiện cùng lúc thông qua cơ chế chuyển đổi CPU với thời gian chuyển đổi rất nhanh  Phức tạp hơn hệ thống đa chương : phải có các chức năng quản trị và bảo vệ bộ nhớ, sử dụng bộ nhớ ảo  Là kiểu mẫu của các HĐH hiện đại  Hệ thống song song Hệ thống có nhiều... Hệ thống có nhiều bộ vi xử lý cùng hoạt động, cùng chia sẻ hệ thống đường truyền dữ liệu và các tài nguyên phần cứng  Số lượng bộ vi xử lý không tỉ lệ thuận với tốc độ thực hiện công việc  Ưu điểm : gia tăng độ tin cậy, tốc độ xử lý công việc  Hệ thống song song (2)  Hệ thống đa xử lý đối xứng : Mỗi bộ xử lý chạy với 1 bản sao của HĐH  Hệ thống đa xử lý bất đối xứng : Mỗi bộ xử lý được giao 1 số... công việc chuyên biệt, có 1 bộ xử lý đóng vai trò là bộ xử lý chính Hệ thống phân tán     Tương tự như hệ thống song song, nhưng mỗi bộ xử lý có 1 tài nguyên phần cứng riêng (bộ nhớ, đường truyền dữ liệu) Các bộ xử lý liên lạc với nhau qua hệ thống dây dẫn tốc độ cao Ưu điểm : chia sẻ tài nguyên giữa các bộ xử lý, tăng tốc độ tính toán, độ tin cậy cao Thích hợp cho môi trường nhiều người sử dụng... trình  Quản lý bộ nhớ phụ Bộ nhớ phụ ≈ cấu trúc lưu trữ phụ  Tổ chức, quản lý không gian lưu trữ, lập lịch cho việc truy xuất  Tốc độ truy cập bộ nhớ phụ nhỏ hơn rất nhiều so với bộ nhớ chính, nên quản lý bộ nhớ phụ không tốt sẽ dẫn đến trì trệ hoạt động của toàn bộ hệ thống  Quản lý hệ thống nhập xuất     Cung cấp giao diện (interface) nhập xuất Hệ thống buffer caching trong nhập xuất Các... trường nhiều người sử dụng Các Thành Phần Của HĐH Quản lý tiến trình  Quản lý bộ nhớ chính  Quản lý bộ nhớ phụ  Quản lý hệ thống nhập xuất  Quản lý hệ thống tập tin  Hệ thống bảo vệ  Cơ chế dòng lệnh  Quản lý tiến trình Khởi động, hủy, tạm dừng tiến trình  Cấp phát và thu hồi tài nguyên khi cần thiết  Cơ chế liên lạc giữa các tiến trình  Kiểm soát vấn đề deadlock  Xử lý xung đột giữa các tiến... từng thiết bị riêng biệt trong hệ thống máy tính  Thiết bị có thể được tích hợp sẵn trên Motherboard (như ALU, CoProccessor, …) hoặc là 1 thiết bị rời / card gắn thêm vào Motherboard qua các khe cắm, cổng  Cơ chế ngắt Xem sách trang 3  Ngắt : cơ chế liên lạc giữa các thành phần trong CS  Cơ chế phát sinh ngắt  Hàm dịch vụ xử lý ngắt  Bảng vector ngắt  Stack hệ thống Các thiết bị trong 1 CS hiện... thống thống xử lý theo lô đơn giản xử lý theo lô đa chương chia sẻ thời gian song song phân tán Hệ thống xử lý theo lô đơn giản Xử lý theo lô (batch proccessing) : các công việc được thực hiện tuần tự được chỉ định trước  Khuyết điểm : không tận dụng được hiệu suất sử dụng CPU và các tài nguyên phần cứng  Hệ thống xử lý theo lô đa chương  Lập lịch (schedule) thực hiện các công việc : tổ chức các công... Ram CPU VGA Card Sound Card HDD CD/DVD Drive FDD PSU      Monitor Keyboard Mouse Speaker … Cấu trúc nhập xuất Nhập xuất ≈ cách thức liên lạc giữa CPU và các DC  Mỗi DC đăng ký 1 hoặc 1 tập thanh ghi + 1 vùng nhớ đệm cục bộ (local buffer)  CPU gởi yêu cầu xử lý đến DC qua thanh ghi  DC xử lý và đưa dữ liệu kết quả ra local buffer  Các cơ chế nhập xuất Nhập xuất đồng bộ : DC hoặc CPU sau khi yêu . BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNH Phần lý thuyết Chương 1 Cấu Trúc Hệ Thống Máy Tính GV: Nguyễn Duy Nhất nhatnd@hcm.fpt.vn Hệ Thống Máy Tính ≈ Computer System. Các chương trình ứng dụng Word Excel Games … Hệ Điều Hành Tài nguyên phần cứng Người sử dụng Hệ Thống Máy Tính