• Đọc-viết, chỉ đọc, hay chỉ viết: Một số thiết bị thực hiện cả hai nhập, xuất, nhưng một số thiết bị khác hỗ trợ chỉ một hướng dữ liệu
Câu 27: Trình bày mục tiêu thiết kế điều khiển các vào ra của hệ điều hành: (Tr-256)
Là che giấu được những đặc thù của các thiết bị ngoại vi phần cứng đối với người sử dụng hệ thống tính toán mà thay vào đó thay vào đó là một lớp thân thiện với người sử dụng để người sử dụng dẽ thao tác. Một hệ thống vào ra bao gồm:
- Hệ thống buffer caching
- Giao tiếp điều khiển thiết bị( device drivers) tổng quát - Bộ điều khiển cho các thiết bị phần cứng
Câu 28: Trình bày các mục tiêu thiết kế để quản lý tệp
- Đáp ứng các yêu cầu về lưu trữ dữ liệu của người sử dụng: khả năng lưu trữ, độ tin cậy và hiệu suất. - Tối thiểu hóa hoặc loại bỏ các nguy cơ có thể dẫn đến hỏng hoặc mất dữ liệu.
- Hỗ trợ vào/ra cho nhiều loại thiết bị lưu trữ khác nhau.
- Hỗ trợ vào/ra cho nhiều người sử dụng trong các hệ thống đa người sử dụng. - Cung cấp một tập chuẩn các thủ tục giao diện vào/ra
Câu 29: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát liên tục (contiguous allocation)
- có 5 phương pháp cấp phát block cho 1 tệp trên đĩa - Nguyên tắc cơ bản về phương pháp cấp phát liên tục:
Các block tệp được lưu trữ tại các block đĩa liên tục nhau.
• Ưu điểm: đơn giản, dễ cài đặt và thời gian đọc tệp giảm xuống đáng kể.
• Nhược điểm:
+ chỉ có thể được sử dụng với các tệp có kích thước cố định, hoặc với các tệp mà HĐH biết trước được kích thước tối đa của tệp.
+ có thể dẫn đến hiện tượng phân mảnh trên đĩa, làm chận tốc độ đọc tệp của HĐH.
Ví dụ:1 block đĩa là 1K thì 1 tệp 50K sẽ được lưu trữ tại 50 block liên tiếp nhau trên đĩa.
Câu 30: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát theo danh sách liên kết (linked list allocation)
- có 5 phương pháp cấp phát block cho 1 tệp trên đĩa
- nguyên tắc cơ bản cua phương pháp cấp phát theo danh sách liên kết:
Sử dụng 1 danh sách liên kết cac block đĩa để chứa nội dung của 1 tệp, kích thước của block tệp 1 từ. • ưu điểm: + không phân mảnh đĩa
+ khai thác tối đa không gian đĩa
+HĐH chỉ cần biết block đĩa đầu tiên chứa tệp là có thể đọc được toàn bộ nội dung của tệp. • Nhược điểm: + tốc độ đọc tệp rất chậm so với cách truy cập tuần tự như ở chiến lược cấp phát liên tục
ở trên (hình ảnh)
- Tệp A được chia thành 4 block: block 0, block 1, block 2, block 3 được lưu trữ tại các block đĩa, lần lượt là 3,7,5,10.
- Tệp B được chia thành 3 block: block 0, block 1, block 2, được lưu trữ tại các block đĩa, lần lượt là 4,8,6.
Câu 31: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát theo danh sách liên kết sử dụng chỉ mục (linked list allocation using an index)
- có 5 phương pháp cấp phát block cho 1 tệp trên đĩa
- nguyên tắc cơ bản về phương pháp cấp phát theo danh sách liên kết sử dụng chỉ mục:
• các HĐH lưu trữ các từ con trỏ vào trong 1 bảng chỉ mục và nạp bảng chỉ mục này vào bộ nhớ khi HĐH cần đọc nội dung của tệp trên đĩa. HĐH MS DOS tổ chức quản lý tệp trên đĩa dựa theo chiến lược này.
• Ưu điểm: + nhanh hơn pp cấp phát theo danh sách liên kết. + không cần 1 từ để chứa con trỏ đến block kế tiếp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Nhược điểm: + Tốn thời gian nạp bảng chỉ mục của HĐH và làm lãng phí không gian bộ nhớ của hệ thống, đặc biệt trong trường hợp bảng chỉ mục lớn.
• Ví dụ: trang 5- chương 3(hình ảnh)
Câu 32: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp I-nodes (index-node)
- có 5 phương pháp cấp phát block cho 1 tệp trên đĩa - nguyên tắc cơ bản về pp I-nodes(index-node):
• HĐH thiết kế 1 bảng nhỏ để theo dõi các blocks của 1 tệp, được gọi là I-node. I-node liệt kê các thuộc tính và các địa chỉ của các block của tệp.
• Chiến lược này được Windows 2000 cải tiến và sử dụng trong cấu trúc MFT trong hệ thống tệp của nó
- Ví dụ: hình trang 6- chương 3
Câu 33: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biêts nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát không liên tục với block chỉ mục
- có 5 phương pháp cấp phát block cho 1 tệp trên đĩa
- nguyên tắc cơ bản về pp cấp phát không liên tục với block chỉ mục
• HĐH chỉ sử dụng 1 block đĩa để chứa danh sách các block đĩa chứa nội dung của 1 tệp tin nào đó, block đĩa này được gọi là block chỉ mục. chỉ cần thiết kế 1 con trỏ, tại phần tử trong bảng chỉ mục, trỏ tới block chỉ mục của tệp tin trên đĩa là HĐH có thể quản lí được danh sách các block đĩa chứa nội dung của 1 tệp tin.
• Ưu điểm: tốc độ đọc tên của HĐH sẽ tang lên.
• Nhược điểm: + chỉ dung được đối với các tệp nhỏ, vì nếu tệp lớn thì 1 block có thể không chứa đủ danh sách các block đĩa chứa nội dung của 1 tệp.
• Nếu block chỉ mục của tệp bị hỏng thì HĐH không thể đọc được tệp, mặc dù nội dung của tệp vẫn còn tồn tại trên các block đĩa.
Ví dụ: hình trang 6- chương 3
Câu 34: Để đảm bảo việc phân chia tài nguyên và bảo hiểm đối với các tệp phải thực hiện như thế nào
Để đảm bảo phân chia tài nguyên đối với các tệp. Mỗi tệp có thể được xem như một tài nguyên theo nghĩa nhiều tiến trình có thể cùng phân chia nó. Khi các tiến trình hoạt động trong chế độ chỉ đọc thì tài nguyên có thể phân chia được, ngược lại, nếu một tiến trình muốn viết vào một tệp thì khi đó tài nguyên tệp trở thành không thể phân chia được.
Cấp phát tệp cho một tiến trình được thực hiện bởi quản lý tệp với việc mở tệp
Câu 35 Việc tổ chức bộ nhớ phụ dùng để giải quyết yêu cầu gì của hệ điều hành đối với máy tính (Trang 225 và trang 175):
tổ chức bộ nhớ phụ dùng để giải quyết yêu cầu gì của hệ điều hành đối với máy tính
Mục tiêu của chính của hệ thống máy tính là thi hành chương trình. Những chương trình với dữ liệu truy xuất của chúng phải được đặt trong bộ nhớ chính trong suốt thời gian thực hiện. tuy nhiên bộ nhớ chính lại quá nhỏ để có thể lưu trữ mọi dữ liệu và chương trình=> hệ thống tính toán hiện nay được cung cấp thêm bộ nhớ phụ
Giải quyết yêu cầu việc lưu trữ khối lượng dữ liệu lớn trong khi bộ nhớ chính lại quá nhỏ. Đa số hệ thống tính toán đều sử dụng đĩa từ để lưu trữ chương trình.
Bộ nhớ chính cung cấp một tốc độ truy cập dữ liệu cao, nhưng dữ liệu phải được làm tươi thường xuyên và không thể tồn tạo lâu dài trên nó. Bộ nhớ phụ có tốc độ truy xuất chậm và rẻ hơn nhiều so với bộ nhớ chính
nhưng nó không cần làm tươi thường xuyên. Vì thế bộ nhớ phụ có khả năng lưu trữ lớn và cho phép dữ liệu và chương trình lưu trữ dữ liệu và chương trình trong khoảng thời gian dài, trong khi đó bộ nhớ chính chỉ giữ một khối lượng nhỏ các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng tại thời điểm hiện tại
Câu 36 Để đảm bảo sự toàn vẹn của các tệp cần phải có hệ điều hành như thế nào(270)
Một hệ quản trị tệp phải cung cấp những cơ chế thích hợp để phục hồi nội dung của tệp trong trường hợp hệ thống gặp sự cố về phần mềm hoặc phần cứng. để thực hiện được điều này hệ điều hành phải luôn tạp bản sao của các tệp tin đang mở trên hệ thống, để có thể phục hồi lại khi cần thiết. có 2 kỹ thuật được sử dụng trong cơ chế này:
• DUMP có chu kỳ: Sau một thời gian nhất định nội dung của các tệp tin đang mở trên bộ nhớ chính sẽ được đổ ( Dum/backup) ra lại đĩa. Nếu hệ thống gặp sự cố thì tất cả các tệp tin đang mở sẽ được tái tạo lại kể từ trạng thái mà chúng được DUMP ra lần cuối cùng. Rõ ràng việc DUMP này sẽ làm ốn thời gian thực hiện của hệ thống.
• DUMP Incremental: Trong cách này, hệ thống chỉ lưu trữ các thông tin được sửa đổi kể từ lần DUMP cuối cùng, tức là chỉ có các tệp tin được tạo lập hoặc sửa đổi so với lần đổ ra cuối cùng mới được DUMP ra. Với kỹ thuật này thông tin cần lưu trữ ít hơn do đó hệ thống có thể thực hiện DUMP thường xuyên hơn.
• Danh sách các quyền truy cập (Access Right): Hệ điều hành dùng để bảo vệ các tệp tin chia sẻ trong môi trường nhiều người sử dụng. Đó là quyền truy cập, quyền truy cập và quản lý truy cập đồng thời là các công cụ cơ bản mà hệ điều hành dùng để quản lý và bảo vệ các tệp tin chia sẻ trong các hệ thống nhiều người sử dụng (Muntiuse system)
Quyền truy cập có thể được gán cho một người sử dụng ( User) cụ thể, một nhóm người sử dụng ( User Group) hay tất cả người sử dụng ( All User ) có trong hệ thống Muntiuse. Các quyền truy cập cụ thể: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Note: Người sử dụng không biết được là tệp có tồn tại hay không. Với giới hạn của quyền này, người sử dụng không được phép đọc thư mục chứa tệp này.
- Knowledge: Người sử dụng có thể xác định được là tệp đang tồn tại và ai là ngưởi sở hữu tệp.
- Excution: Người sử dụng có thể nạp và thực hiện một chương trình nhưng không thể copy nó. Các chương trình thuộc dạng độc quyền của một nhà sản xuất nào đố thường được tạo với dự giới hạn với quyền này.
- Reading: người sử dụng có thể đọc tệp cho bất kỳ mục đích nào, bao gồm cả copy và excution. Một vài hệ thống cho phép có sự khác nhau xem và copy tệp. trong trường hợp này nội dung của tệp có thẻ được hiển thị để người sử dụng xem, nhưng họ không được cung cấp công cụ để copy nội dung này.
- Appending: người sử dụng có thể thêm dữ liệu vào tệp, thường là ở cuối tệp, nhưng không thể thay đổi hoặc xóa đi bất kỳ một nội dung nào trong tệp.
- Updating: Người sử dụng có thể thay đổi, xóa và thêm dữ liệu vào tệp.
- Changing protection: người sử dụng có thể thay đổi các quyền truy cập được gán đến người sử dụng khác. Quyền này thường chỉ được gán cho người sở hữu tệp.
- Deletion: Người sử dụng có thể xóa được tệp từ hệ thống tệp.
• Mở và đóng tệp tin: Hệ điều hành cho rằng các tệp tin được lưu truc trên đữa đêù ở trạng thái đóng, để thực hiện bất kỳ một thao tác đọc, ghi, thay đổi nội dung của tệp tin thì trước hết chương trình, tiến trình của người sử dụng phải thực hiện thao tác tệp tin. Khi nhận được thao tác mở tệp tin bộ phận quản lý tệp tin cẩu hệ điều hành sẽ độc nội dung của tệp in từ đĩa và nạp nó vào bộ nhớ chính, sau đó trả về cho chương trình, tiến trình của người sử dụng một thẻ tệp tin hoặc một biến tương ứng với tệp tin này để chương trình, tiến trình theo dõi thao tác trên tệp tin này. Sau khi thực hiện xong một thao tác nào đó trên nội dung của tệp tin thì chương trình, tiến trình và cả người sử dụng phải thực hiện thao tác đóng tệp tin lại. đối tượng yêu cầu đóng tệp tin phải cung cấp đúng thẻ tệp tin của tệp tin cần đóng cho hệ điều hành. Để đáp ứng yêu cầu mở tệp từ một chương trình, tiến trình của người sử dụng trong môi trường đa nhiệm hệ điều hành phải thực hiện các bước ( SGK/273)
Câu 37: Cơ chế của việc cấp phát và phân chia tài nguyên trong hệ điều hành
- Các bộ xử lí trung tâm
- Bộ nhớ chính
- Các thiết bị ngoại vi
- Các bộ nhớ phụ
- Các tệp.
Câu 38: Trình bày nguyên nhân gây ra tắc nghẽn/ Cần phải đề phòng,nhận biết và khắc phục các tắc nghẽn như thế nào?
• Nguyên nhân gây ra tắc nghẽn là:
- Có sử dụng tài nguyên không thể chia sẻ: mỗi thời điểm, 1 tài nguyên không thể chia sẻ được hệ thống cấp phát chỉ cho 1 tiến trình, khi tiến trình sử dụng xong tài nguyên này, hệ thống mới thu hồi và cấp phát tài nguyên đó cho tiến trình khác.
- Sự chiếm giữ và yêu cầu thêm tài nguyên: các tiến trình tiếp tục chiếm giữ các tài nguyên đã cấp phát cho nó trong khi chờ được cấp phát thêm 1 số tài nguyên mới.
- Không thu hồi tài nguyên từ tiến trình đang chiếm giữ: tài nguyên không thể thu hồi từ tiến trình đang chiếm giữ chúng trước khi tiến trình này sử dụng chúng xong.
- Tồn tại 1 chu kì trong đồ thị cấp phát tài nguyên: có ít nhất 2 tiến trình chờ đợi lẫn nhau. Tiến trình này chờ được cấp phát tài nguyên đang bị tiến trình kia chiếm giữ và ngược lại.
• Các cách phòng ngừa tắc nghẽn:
- Áp dụng các biện pháp để đảm bảo hệ thống không bao giờ rơi vào 4 điều kiện gây ra tắc nghẽn. - Loại bỏ đkiện tồn tại tắc nghẽn bằng cách mô phỏng cá tài nguyên bằng các tài nguyên dung chung
được. kĩ thuật này được áp dụng rộng rãi trong các HĐH đa nhiệm và gọi là SPOOL(simultaneous Peripheral Operation Online).
- Việc phòng ngừa tắc nghẽn rất tốn kém. Vì vậy, nó chỉ áp dụng đối với các hệ thống có xác suất xảy ra tắc nghẽn lớn và tổn thất do nó gây ra cũng rất lớn.
• Nhận biết và khắc phục tắc nghẽn:
- Hệ thống sẽ không áp dụng bất kì 1 biện pháp phòng ngừa nào mà cứ để cho tắc nghẽn xảy ra mà sẽ áp dụng các thuật toán để chỉ ra xem tại thời điểm hiện tại có xảy ra tắc nghẽn hay không, nếu có sẽ áp dụng các thuật toán để khắc phục tắc nghẽn.
- 2 lựa chọn để hiệu chỉnh tắc nghẽn:
+ Đình chỉ mọi hoạt động của các tiến trình liên quan: dựa trên việc thu hồi lại các tài nguyên cảu những tiến trình bị kết thúc(đình chỉ tất cả các tiến trình trong tình trạng tắc nghẽn hoặc đình chỉ từng tiến trình liên quan cho đến khi không còn chu trình gây ra tắc nghẽn).
+ thu hồi tài nguyên: thu hồi 1 số tài nguyên từ các tiến trình và cấp phát các tài nguyên này cho những tiến trình khác cho đến khi loại bỏ được chu trình tắc nghẽn. Phương pháp này áp dụng cho các hệ thống có xác suất xảy ra tắc nghẽn ít và thiệt hại do nó gây ra cũng ít. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Các biện pháp nhận biết và khắc phục tắc nghẽn do các thao tác viên đảm nhiệm, họ sẽ phát hiện các tiến trình bị tắc nghẽn và họ tìm cách giải quyết.
Câu 39: Nêu các lý do phải thực hiện cơ chế bảo vệ và nâng cao độ tin cậy trong hệ điều hành. Phải làm gì để thực hiện điều này.