Các thiết bị I/O cĩ ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất hệ thống. CPU thao tác với thiết bị ngoại vi thơng qua các device drive chậm rất nhiều lần so với CPU đối với việc vận chuyển dữ liệu. Sự chuyển đổi ngữ cảnh để thực hiện các thao tác vào/ra rất nhiều. Nhiều hệ thống máy tính hiện đại cĩ thể quản lý hàng nghìn lần việc xảy ra ngắt để thực hiện điều khiển I/O. Chương trình I/O cĩ ảnh hưởng rất lớn đến các ngắt hướng tới thiết bị I/O, nếu một số chu kỳ busy-wait khơng thực hiện hết thì sự hồn thành của I/O kiểu non-blocking cĩ thể làm đầy hàng đợi trong việc chuyển ngữ cảnh.
Sự vận chuyển dữ liệu của các thiết bị mạng cũng gây nên tốc độ chuyển ngữ cảnh cao vì cần kiểm tra hai hướng của dữ liệu. Nên nhiều hệ thống hiện đại dùng kỹ thuật front-end cho các thiết bị đầu cuối I/O thực hiện theo kiểu đa luồng để giảm gánh nặng cho CPU khi thực hiện các ngắt.
Để cải thiện hoạt động xuất/nhập thường theo các nguyên tắc chủ yếu như sau:
Giảm đi số lượng chuyển ngữ cảnh.
Giảm đi số lần mà dữ liệu phải sao chép trong bộ nhớ mà phải qua các thiết bị và chương trình ứng dụng.
Giảm đi tần suất hoạt động ngắt bởi việc vận chuyển dữ liệu lớn, cần cĩ cơ chế điều khiển thơng minh và polling..
Thực hiện các thao tác chuẩn trong phần cứng, cho phép điều khiển các thao tác một cách đồng hành giữa CPU và bus hệ thống.
Cân bằng CPU , hệ thống quản lý bộ nhớ, bus và hiệu suất I/O, tận dụng thời gian rãnh của thiết bị (idle timer).
CÂU HỎI VAØ BAØI TẬP
1. Phân biệt hai loại thiết bị chuẩn và khơng chuẩn của hệ thống máy tính. 2. Nêu các phương pháp của quá trình vào/ra ?
3. Nêu các phục vụ xuất/nhập của hệ điều hành.
4. Thế nào là các thiết bị mang tính chất Plug and Play. Minh hoạ các thiết bị trong Window 95.
5. Trình bày các thuật tốn đọc đĩa của đĩa cứng. Viết chương trình bằng ngơn ngữ C.
TAØI LIỆU THAM KHẢO
[1] An Introduction to Operating Systems , Harvey M. Deiteil , Addsion –
Wesley Publishing 1999
[2] Operating System Concepts , Abraham Siberschatz & Peter B.Gavin , John
Wiley & Son , Inc 2002.
[3] Computer Architecture and Ogranization, John P.Hayes , McGraw-Hill Inc 1999.
[4] Operating System: Internals and Design Principles , William Stallings,
McGraw-Hill Inc 1997.
[5] ModernOperating Systems , Andrew S.Tanenbanum, Prentice-Hall 2003
[6] Hệ điều hành I&II , Lê khắc Thiên Âân & Trần Hạnh Nhi, Đại học Khoa học
Tự Nhiên 1997.
MỤC LỤC
Trang
LỜI NĨI ĐẦU ……….1
Chương 1. GIỚI THIỆU ……….3
1.1 Khái nệm hệ điều hành ……… …....…3
1.2 Các thành phần của hệ điều hành………...4
1.3 Chức năng của hệ điều hành …………..……….7
1.4 Kiến trúc hệ điều hành……… 8
1.5 Lịch sử phát triển hệ điều hành ………10
Câu hỏi và bài tập ………..………12
Chương 2. QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH ………..……….13
2.1 Quản lý tiến trình ……….……….……….13
2.2 Trạng thái bị trì hỗn ………..15
2.3 Ngắt quảng ………..……….…………16
2.4 Chuyển ngữ cảnh ………..……….…….17
2.5 Điều phối tiến trình ………..……….18
2.6 Các giải thuật điều phối ………..………….……21
Câu hỏi và bài tập ……….…26
Chương 3. XỬ LÝ CÁC TIẾN TRÌNH ĐỒNG THỜI ……….27
3.1 Các tiến trình đồng thời ………..27
3.2 Xử lý tranh chấp hệ thống ………..……….…..29
3.3 Phương pháp giải quyết tranh chấp ……….………..…… …30
3.4 Deadlock ………..40
Câu hỏi và bài tập ………46
Chương 4. QUẢN LÝ BỘ NHỚ THỰC………..48
4.1 Bộ nhớ thực ……….48
4.2 Phân phối liên tục đối với hệ đơn chương ……….………….50
4.3 Phân vùng cho hệ đa chương ……….51
Câu hỏi và bài tập ………54
Chương 5. BỘ NHỚ ẢO ………55
5.1 Bộ nhớ ảo ……….55
5.2 Kỹ thuật phân trang ………..….57
5.3 Kỹ thuật phân đoạn ………....59
5.4 Thay thế trang ………. 62
5.5 Các thuật tốn thay thế trang……….. 63
Chương 6. HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN ………...68
6.1 Các khái niệm cơ bản ………68
6.2 Quản lý hệ thống file ……….68
6.3 Cài đặt hệ thống quản lýù file………74
6.4 Quản lý đĩa ……….77
6.5 Độ an tồn của hệ thống file ……….…78
Câu hỏi và bài tập ……….…..81
Chương 7. HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHẬP XUẤT ……….… 82
7.1 Cấu trúc hệ thống ……….…..82
7.2 Quá trình vào/ra ………..… 85
7.3 Các dịch vụ I/O do hệ điều hành cung cấp………..87
7.4 Các kỹ thuật áp dụng trong quản lý xuất/nhập ……….…….90
7.5 Hệ thống xuất/nhập đĩa ………...……….94
7.6 Hiệu suất hệ thống ……….………….. 98
Câu hỏi và bài tập ……… 99