Bài giảng Hệ điều hành

Chương I:

TỔNG QUAN VỀ HĐH

1

NỘI DUNG:

1.1 Khái niệm về HĐH

1.2 Phân Loại HĐH

1.3 Giới thiệu về cấu trúc của HĐH

1.4 Tìm hiểu về lịch sử phát triển của HĐH

1.5 Giới thiệu một số HĐH phổ biến hiện nay

2

1.1 KHÁI NIỆM VỀ HĐH

 Hệ điều hành là một chương trình hay một hệ

chương trình phần mềm máy tính, hoạt động

ở lớp trung gian giữa người sử dụng và phần

cứng máy tính

 Mục tiêu của HĐH là cung cấp môi trường để

người sử dụng:

 Thực thi dễ dàng các chương trình

 Sử dụng máy tính trở nên dễ dàng, khai thác

phần cứng máy tính một cách hiệu quả

3

1.1 KHÁI NiỆM VỀ HĐH(tt)

 HĐH là một bộ phận quan trọng của hệ thống

máy tính. Một hệ thống máy tính bao gồm 4

phần:

 Phần cứng: CPU; Bộ nhớ; Các thiết bị xuất/nhập

 Các chương trình ứng dụng

 Hệ điều hành

 Đối tượng sử dụng: Người, thiết bị hoặc máy tính

khác

4

Người sử

dụng 1

Người sử

dụng 2

Người sử

dụng 3

Người sử

dụng n

Soạn thảo văn bản

Hợp ngữ

Trình biên dịch

CSDL

Các chương trình ứng dụng

Hệ điều hành

Phần cứng

4 Thành phần của hệ thống máy tính

5

1.2 PHÂN LOẠI HĐH

 Hệ thống sử lý theo lô đơn giản

 Hệ thống sử lý theo lô đa chương

 Hệ thống chia sẻ thời gian

 Hệ thống song song

 Hệ thống phân tán

 Hệ thống xử lý thời gia thực

 V.v.

6

HỆ THỐNG XỬ LÝ THEO LÔ ĐƠN GiẢN

 Các tác vụ được đưa vào hàng đợt

 Thực hiện các tác vụ lần lượt theo những chỉ

thị đã được xác định trước

 Tác vụ tiếp theo tự động được thực hiện khi

tác vụ trước kết thúc 1 cách tự động

 Có bộ giám sát thường trực để giám sát việc

thực hiện của các tác vụ trong hệ thống

Processor rơi vào trạng thái chờ khi hệ thống

truy xuất thiết bị vào ra

7

HỆ THỐNG XỬ LÝ THEO LÔ ĐA CHƯƠNG

 Thực hiện được nhiều tác vụ đồng thời

 HĐH nạp 1 phần code và data của tác vụ vào

bộ nhớ

 Khi có tác vụ đang sử dụng Processor thực

hiện truy xuất thiết bị vào ra thì Processor sẽ

được chuyển thực hiện tác vụ khác

 Cần có cơ chế lập lịch cho Processor

8

HỆ THỐNG CHIA SẺ THỜI GIAN

 Các tác vụ, tiến trình được sử dụng

Processor luân phiên nhau theo lịch phân

chia thời gian sử dụng Processor đã được

lập (t rất nhỏ)

 Cung cấp cho mỗi người sử dụng 1 phần

nhỏ trong máy tính chia sẻ ->Người sử dụng

có thể yêu cầu máy tính thực hiện đồng thời

nhiều công việc

 Có cơ chế quản trị vào bảo vệ bộ nhớ, sử

dụng bộ nhớ ảo

9

HỆ THỐNG SONG SONG

 Có nhiều Processor trong cùng một hệ thống

máy tính

 Các Processor cùng chia sẻ đường truyền

dữ liệu, đồng hồ xung, bộ nhớ và các thiết bị

ngoại vi

 Có 2 loại HĐH đa Processor:

 Đa xử lý đối xứng (Symmetric multiprocessing-

SMP)

 Đa xử lý bất đối xứng (Asymmetric

multiprocessing-ASMP)

10

HỆ THỐNG SONG SONG(tt)

 Đa xử lý đối xứng:

 Mỗi Processor chạy độc lập trên một bản sao HĐH như

nhau

 Cho phép nhiều tiến trình chạy đồng thời trên một hệ

thống

 Đa xử lý bất đối xứng:

 Mỗi Processor được giao một nhiệm vụ riêng biệt

 Có một hoặc 2 Processor chủ làm nhiệm vụ lập lịch, xác

định công việc cho các Processor thành viên

11

HỆ THỐNG PHÂN TÁN

 Phân tán sự tính toán trên các bộ xử lý vật lý

 Mỗi bộ xử lý có bộ nhớ cục bộ riêng

 Các bộ xử lý thông tin với nhau thông qua

các đường truyền thông tốc độ cao

 Có 2 dạng hệ thống: Client/Server và Peer-

to-Peer

12

HỆ THỐNG XỬ LÝ THỜI GIAN THỰC

 Có khả năng cho kết quả tức thời, chính xác

sau mỗi tác vụ

 Tác vụ cần thực hiện không đưa vào hàng

đợi mà sử lý tức thời và trả lại ngay kết quả

chính xác trong khoảng thời gian bị thúc ép

nhanh nhất

13

1.3 CẤU TRÚC CỦA HĐH

1.3.1 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HĐH

 Quản lý tiến trình

 Quản lý bộ nhớ chính

 Quản lý xuất/nhập

 Quản lý bộ nhớ phụ

 Quản lý tập tin

 Thông dịch lệnh

 Bảo vệ hệ thống

14

NHIỆM VỤ CỦA THÀNH PHẦN QUẢN

LÝ TIẾN TRÌNH

 Tạo lập và hủy bỏ tiến trình

 Tạm dừng và kích hoạt lại tiến trình đã bị tạm

dừng

 Tạo cơ chế thông tin liên lạc giữa các tiến trình

 Tạo cơ chế đồng bộ hóa giữa các tiến trình

15

NHIỆM VỤ CỦA THÀNH PHẦN QuẢN LÝ BỘ

NHỚ CHÍNH

 Cấp phát, thu hồi vùng nhớ

 Ghi nhận trạng thái bộ nhớ chính

 Bảo về bộ nhớ

 Quyết định tiến trình nào được nạp vào bộ

nhớ

16

NHIỆM VỤ CỦA THÀNH PHẦN QUẢN LÝ

XUẤT/NHẬP

 Làm cho các thao tác trao đổi thông tin trên

các thiết bị nhập/xuất được trong suốt với

người sử dụng

 Một hệ thống nhập/xuất bao gồm:

 Hệ thống buffer caching.

 Bộ giao tiếp điều khiển thiết bị.

 Bộ điều khiển cho các thiết bị đặc thù.

17

NHIỆM VỤ CỦA THÀNH PHẦN QUẢN LÝ BỘ

NHỚ PHỤ

 Quản lý không gian trống trên đĩa

 Định vị lưu trữ thông tin trên đĩa

 Lập lịch cho vấn đề ghi/đọc thông tin trên đĩa

của đầu từ

18

NHIỆM VỤ CỦA THÀNH PHẦN QuẢN LÝ TẬP

TIN

 Tạo/xóa tập tin, thư mục

 Bảo vệ tập tin khi có truy xuất đồng thời

 Cung cấp các thao tác xử lý và bảo vệ tập

tin, thư mục

 Tạo cơ chế truy xuất tập tin thông qua tên tập

tin,…

19

NHIỆM VỤ CỦA THÀNH PHẦN THÔNG DỊCH

LỆNH

 Đóng vai trò giao tiếp giữa HĐH và người sử

dụng

 Một số HĐH thành phần này nằm trong nhân

của nó, một số HĐH khác thiết kế dưới dạng

1 chương trình đặc biệt

20