- Đọc/Ghi ngày, tháng, năm
HƯỚNG DẪN CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ NHẬP/XUẤT VÀ QUẢN LÝ TẬP TIN
1. Nêu các loại thiết bị nhập/xuất
Thiết bị khối, Thiết bị tuần tự, Thiết bị khác 2. Trình bày đặc tính của thiết bị nhập/xuất
Tốc độ truyền dữ liệu, cơng dụng, đơn vị truyền dữ liệu, biểu diễn dữ liệu, tình trạng lỗi. 3. Bộđiều khiển thiết bị nhập/xuất (I/O controller) là gì?
CPU khơng thể truy xuất trực tiếp thiết bị nhập/xuât mà phải thơng qua bộ điều khiển thiết bị, dùng hệ thống đường truyền gọi là bus. Thiết bị và bộđiều khiển phải tuân theo cùng chuẩn giao tiếp như chuẩn ANSI, IEEE hay ISO…
4. Nêu các chương trình thực hiện nhập/xuất
Chương trình nhập/xuất của người dùng, chương trình nhập/xuất độc lập thiết bị, chương trình điều khiển thiết bị.
5. Nêu cách tổ chức hệ thống nhập/xuất
Hệ thống quản lý nhập/xuất được tổ chức thành 5 lớp: tiến trình người dùng, chương trình nhập/xuất độc lập thiết bị, chương trình điều khiển thiết bị, chương trình kiểm sốt ngắt, phần cứng. Mỗi lớp cĩ chức năng riêng và cĩ thể giao tiếp với lớp khác.
6. Nêu cơ chế nhập/xuất
Bộ xử lý phát sinh một lệnh I/O đến các thiết bị I/O, sau đĩ chờ cho đến khi thao tác I/O hồn tất rồi mới tiếp tục xử lý, hoặc Bộ xử lý phát sinh một lệnh I/O đến các thiết bị I/O, sau đĩ tiếp tục việc xử lý cho tới khi nhận được một ngắt từ thiết bị I/O báo là đã hồn tất nhập/xuất, bộ xử lý tạm ngưng việc xử lý hiện tại để chuyển qua xử lý ngắt, hoặc Sử dụng cơ chế DMA.
7. Trình bày cơ chế DMA
Xét quá trình đọc đĩa, CPU gửi cho bộđiều khiển đĩa (disk controller) lệnh đọc đĩa, sau đĩ CPU tiếp tục xử lý cơng việc khác. Bộđiều khiển sẽđọc khối trên đĩa, tiếp theo bộđiều khiển phát ra một ngắt để báo cho CPU biết là thao tác đọc đã hồn tất. CPU đến lấy dữ liệu trong buffer chuyển vào bộ nhớ, thao tác này làm lãng phí thời gian của CPU. Để tối ưu, bộđiều khiển được cung cấp thêm khả năng truy xuất bộ nhớ trực tiếp (DMA), nghĩa là bộđiều khiển tự chuyển khối đã đọc vào trong bộ nhớ chính.
8. Nêu cơ chế truy xuất đĩa
Di chuyển đầu đọc đến track thích hợp, chờ cho đến khi khối cần đọc đến dưới đầu đọc, chuyển dữ liệu giữa đĩa và bộ nhớ chính. Để giảm thiểu thời gian truy xuất đĩa, hệđiều hành cần đưa ra các thuật tốn lập lịch dời đầu đọc sao cho tối ưu
9. Trình bày các thuật tốn lập lịch di chuyển đầu đọc Thuật tốn FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN
10. Trình bày hệ sốđan xen
Bộđiều khiển đĩa phải thực hiện hai chức năng là đọc/ghi dữ liệu và chuyển dữ liệu vào hệ thống. Để đồng bộ hai chức năng này, các sector được đánh số sao cho các sector cĩ số hiệu liên tiếp nhau khơng nằm kế bên nhau mà cĩ một khoảng cách, khoảng cách này được xác định bởi quá trình format đĩa và gọi là hệ sốđan xen.
11. Nêu khái niệm Ram Disks
Hệđiều hành cĩ thể dùng một phần của bộ nhớ chính để lưu trữ các khối đĩa, phần bộ nhớ này gọi là Ram Disk . Ram Disk cũng được chia làm nhiều khối, mỗi khối cĩ kích thước bằng kích thước của khối trên đĩa. Khi driver nhận được lệnh đọc/ghi khối, sẽ tìm trong bộ nhớ Ram Disk vị trí của khối, và thực hiện việc đọc/ ghi trong đĩ thay vì từđĩa . RAM disk cĩ ưu điểm là cho phép truy xuất nhanh, khơng phải chờ quay hay tìm kiếm, thích hợp cho việc lưu trữ những chương trình hay dữ liệu được truy xuất thường xuyên.
12. Nêu cách tổ chức lưu trữ dữ liệu trên đĩa cứng
Đĩa cứng được định dạng thành các vịng trịn đồng tâm gọi là rãnh (track), mỗi rãnh được chia thành nhiều phần bằng nhau gọi là cung (sector). Một khối (cluster) gồm 1 hoặc nhiều cung và dữ liệu được đọc/ghi theo đơn vị khối.
13. Trình bày khái niệm file
File là một tập hợp các thơng tin được đặt tên và lưu trữ trên đĩa. File cĩ thể lưu trữ chương trình hay dữ liệu, file cĩ thể là dãy tuần tự các byte khơng cấu trúc hoặc cĩ cấu trúc dịng, hoặc cấu trúc mẫu tin cĩ chiều dài cốđịnh hay thay đổi. Cấu trúc file do hệ điều hành hoặc chương trình qui định. File cĩ thể truy xuất tuần tự hoặc truy xuất ngẫu nhiên.
14. Nêu các thuộc tính file
Tên file, kiểu file, vị trí file, kích thước file, ngày giờ tạo file, người tạo file, loai file, bảo vệ file. 15. Trình bày các thao tác trên file
Tạo/xĩa/mở/đĩng/đọc/ghi/thêm/dời con trỏ file/lấy thuộc tính/đặt thuộc tính/đổi tên file… 16. Thế nào là cấu trúc thư mục?
Là cấu trúc dùng để quản lý tất cả các file trên đĩa. Cấu trúc thư mục cũng được ghi trên đĩa và gồm nhiều mục, mỗi mục lưu thơng tin của một file.
17. Nêu các loại cấu trúc thư mục
Thư mục một cấp, thư mục hai cấp, thư mục đa cấp 18. Trình bày khái niệm phân vùng
Hệđiều hành cĩ thể chia đĩa cứng thành nhiều phân vùng hoặc tập hợp nhiều đĩa cứng thành một phân vùng. Mỗi phân vùng sẽ cĩ cấu trúc thư mục riêng để quản lý các tập tin trong phân vùng đĩ 19. Nêu các thao tác trên thư mục
Create, Delete, Open, Close, Read, Rename, Link, Unlink,… 20. Trình bày bảng thư mục
Là một dạng cài đặt của cấu trúc thư mục. Bảng thư mục cĩ nhiều mục, mỗi mục lưu trữ thơng tin của một file, thơng tin file gồm thuộc tính của file và địa chỉ trên đĩa của tồn bộ file hoặc số hiệu của khối đầu tiên chứa file hoặc là số I-node của file. Mỗi đĩa cĩ một bảng thư mục gọi là bảng thư mục gốc, cài đặt ở phần đầu của đĩa và cĩ thể cĩ nhiều bảng thư mục con.
21. Nêu cách cài đặt hệ thống quản lý file theo phương pháp cấp phát khối nhớ cho file liên tục Chỉ cần dùng bảng thư mục, mỗi mục trong bảng thư mục ngồi những thuộc tính thơng thường của file, cần cĩ thêm thơng tin về số hiệu khối bắt đầu (start) và số khối đã cấp cho file (length). 22. Nêu cách cài đặt hệ thống quản lý file theo phương pháp cấp phát khối nhớ cho file là khơng liên tục
Sử dụng bảng thư mục và sử dụng thêm một trong các cấu trúc sau: danh sách liên kết/bảng chỉ mục/bảng cấp phát file/cấu trúc I-Nodes. - Cấu trúc danh sách liên kết: mỗi mục trong bảng thư mục chứa số hiệu của khối đầu tiên và số hiệu của khối kết thúc , mỗi khối trên đĩa dành một số byte đầu để lưu số hiệu khối kế tiếp của file, phần cịn lại của khối sẽ lưu dữ liệu của file. - Bảng chỉ mục: mỗi file cĩ một bảng chỉ mục chiếm một hoặc vài khối, bảng chỉ mục chứa tất cả các số hiệu khối của một file. Một mục trong bảng thư mục sẽ lưu số hiệu khối chứa bảng chỉ mục của file. - Bảng cấp phát file: nếu mỗi mục trong bảng thư mục chỉ chứa số hiệu của khối đầu tiên, thì số hiệu các khối cịn lại của file sẽđược lưu trong một bảng gọi là bảng cấp phát file. - Cấu trúc I- node: mỗi file được quản lý bằng một cấu trúc gọi là cấu trúc I-node, mỗi I-node gồm hai phần: phần thứ nhất lưu trữ thuộc tính file, phần thứ hai gồm 13 phần tử: 10 phần tửđầu chứa 10 số hiệu khối đầu tiên của file, phần tử thứ 11 chứa số hiệu khối chứa bảng single, phần tử thứ 12 chứa số hiệu khối chứa bảng double, phần tử thứ 13 chứa số hiệu khối chứa bảng triple. Trong đĩ mỗi phần tử của bảng triple chứa số hiệu khối chứa bảng double, mỗi phần tử của bảng double chứa số hiệu khối chứa bảng single và mỗi phần tử của bảng single chứa số hiệu khối dữ liệu tiếp theo cấp cho file.
23. Trình bày phương pháp quản lý các khối trống
Dùng là danh sách liên kết hoặc vector bit. Danh sách liên kết: mỗi nút là một khối chứa một bảng gồm các số hiệu khối trống, phần tử cuối của bảng lưu số hiệu khối tiếp theo trong danh sách. Vector bit: Bit thứ i = 1 là khối thứ i trống, = 0 là đã sử dụng. Vector bit được lưu trên một hoặc nhiều khối đĩa, khi cần sẽđọc vào bộ nhớđể xử lý nhanh.
24. Nêu phương pháp quản lý các khối hỏng
Cĩ thể dùng phần mềm: dùng một file chứa các danh sách các khối hỏng. Hoặc dùng phần cứng: dùng một sector trên đĩa để lưu giữ danh sách các khối bị hỏng.