Giáo an Bài giảng: Công nghệ thông tin về hệ điều hành Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành

Tổng quan về
Hệ điều hành
Operating systems
2
PTIT, 2012
Khái niệm HĐH
Phần
cứng
Phần
mềm
Phần mềm
hệ thống
Phần mềm
ứng dụng
M c tiêu:ụ

Chuyên môn hóa trong thi t k ph n m mế ế ầ ề

Qu n lý tài nguyên h th ng trong môi tr ng đa nhi mả ệ ố ườ ệ
Người
dùng
Operating systems
3
PTIT, 2012
Các thành phần của một HĐH điển hình
Kernel
Shell
Utilities
Applications
Shell
GUI CLI

Kernel: phần nhân, thực
hiện chức năng cơ bản
của HĐH.
Shell: Giao tiếp giữa hệ
thống và người dùng, gồm
hai loại: giao diện đồ họa
(GUI) và giao diện dòng
lệnh (CLI)
Utilities: Các tiện ích cho
người sử dụng, kèm theo
HĐH hoặc được phát triển
thêm.
Applications: Chương
trình ứng dụng.
Operating systems
4
PTIT, 2012
Chức năng của HĐH

Quản lý tiến trình

Quản lý bộ nhớ

Quản lý hệ thống tập tin

Quản lý mạng

Quản lý bảo mật

Giao tiếp với người dùng


Điều khiển thiết bị
Operating systems
5
PTIT, 2012
Mục tiêu nghiên cứu

Phân biệt hệ điều hành với các thành
phần khác.

Hệ điều hành làm những việc gì và làm
như thế nào?

Dùng những khái niệm của hệ điều hành
trong thiết kế chương trình, phân tích hệ
thống, xử lý sự cố, …

Phát triển HĐH mới.
Operating systems
6
PTIT, 2012
Lịch sử HĐH

HĐH ra đời sau máy tính điện tử.

Thế hệ 1: 1945 – 1955

Thế hệ 2: 1955 – 1965

Thế hệ 3: 1965 – 1980


Thế hệ 4: 1981 đến nay
Operating systems
7
PTIT, 2012
Máy tính thế hệ 1
Operating systems
8
PTIT, 2012
Máy tính thế hệ 2
Máy tính LINC
(năm 1961),
sử dụng mạch
bán dẫn
Operating systems
9
PTIT, 2012
Một người nổi tiếng (1968)
Operating systems
10
PTIT, 2012
Máy tính IBM PC năm 1981
Operating systems
11
PTIT, 2012
Máy tính Lisa 2 của Apple, 1984
Operating systems
12
PTIT, 2012
Máy tính Portable của Compaq, 1982

Operating systems
13
PTIT, 2012
Máy PC hiện đại
Máy tính xách tay
(Laptop)
Máy tính để bàn
(Desktop)
Operating systems
14
PTIT, 2012
Phân lọai HĐH

Có nhiều cách phân lọai khác nhau:

HĐH đa nhiệm/đơn nhiệm

HĐH có giao tiếp đồ họa / giao tiếp dòng lệnh

HĐH cho máy cá nhân / HĐH mạng
Operating systems
15
PTIT, 2012
Unix và các biến thể của Unix
Operating systems
16
PTIT, 2012
Windows
Desktop Windows
Server Windows

Operating systems
17
PTIT, 2012
Các HĐH khác

MS DOS

Novell Netware

Mac OS

Atari

BeOS
Hiện có hơn 200 HĐH khác nhau, đa dụng và
chuyên dụng, bản quyền và mã nguồn mở
Operating systems
18
PTIT, 2012
Máy ảo (virtual machine)

Mô phỏng máy tính thật bằng phần mềm.

Công dụng:

Thực thi phần mềm (Java)

Cài đặt HĐH mới (VMware)

Hai lọai máy ảo:


System virtual machine: mô phỏng tòan bộ hệ
thống

Process virtual machine: mô phỏng một tiến
trình
Operating systems
19
PTIT, 2012
Lời gọi hệ thống (system calls)

Tập các thủ tục mà HĐH cung cấp cho
phần mềm ứng dụng.

Được truy xuất thông qua các giao tiếp
API (Application Programming Interface)

Thực hiện các công việc quan trọng, ảnh
hưởng đến an tòan hệ thống
Operating systems
20
PTIT, 2012
Ngắt (interrupts)

Tín hiệu (phần cứng hoặc phần mềm) có
tác dụng kết thúc một tiến trình đang thực
thi để xử lý một công việc khác.

Trình xử lý ngắt (interrupt handler): được
thực thi khi có tín hiệu ngắt.

Operating systems
21
PTIT, 2012
Các mô hình xử lý (computing model)

Mô hình tập trung (centralizied): mô hình
xử lý truyền thống, sử dụng main frame và
terminal.

Mô hình khách/chủ (client-server): máy
cung cấp dịch vụ và máy sử dụng dịch vụ.

Mô hình ngang hàng (peer-to-peer): vừa
cung cấp dịch vụ vừa sử dụng dịch vụ.

Web-based: cung cấp dịch vụ thông qua
công nghệ web
Operating systems
22
PTIT, 2012
Đa xử lý và đa nhiệm

Đa xử lý (Multi-processor) hệ thống gồm
nhiều bộ xử lý họat động song song. Phân
biệt với Multi-core.

Đa nhiệm (Multi-tasking): thực hiện nhiều
công việc đồng thời. Một hệ thống đa
nhiệm có thể là đa xử lý hoặc đơn xử lý.
Operating systems

23
PTIT, 2012
Các công nghệ xử lý song song

Hệ thống nhiều lõi (multi-core)

Hệ thống đa xử lý đối xứng (symmetric
multi-processor)

Các hệ thống xử lý phân tán:

Cluster computing

Grid computing
Operating systems
24
PTIT, 2012
Quản lý tiến trình

Hệ thống đơn nhiệm và đa nhiệm đều cần
có quản lý tiến trình.

Mỗi tiến trình có không gian họat động
riêng, không ảnh hưởng đến tiến trình
khác và không ảnh hưởng đến hệ điều
hành.
Operating systems
25
PTIT, 2012
Quản lý bộ nhớ


Điều khiển việc sử dụng bộ nhớ giữa các
tiến trình.

Bộ nhớ ảo: dùng các cơ chế kỹ thuật để
tăng dung lượng bộ nhớ thật.

Swap partition (Linux)

Page file (Windows)