Hệ điều hành- Đỗ Tuấn Anh

1
11
HỆ ĐIỀU HÀNHHỆ ĐIỀU HÀNH
Giáo viên: Đỗ Tuấn AnhGiáo viên: Đỗ Tuấn Anh
Bộ môn Khoa học Máy tínhBộ môn Khoa học Máy tính
Khoa Công nghệ Thông tinKhoa Công nghệ Thông tin
ĐHBK Hà NộiĐHBK Hà Nội
anhdt@itanhdt@it hut.edu.vnhut.edu.vn
09890951670989095167
22
MỤC ĐÍCH MỤC ĐÍCH –– YÊU CẦUYÊU CẦU
••
Là giáo trình Là giáo trình
cơ sở chuyên ngànhcơ sở chuyên ngành
::
–– Xét các vấn đề HĐH bất kỳ phải giải quyết,Xét các vấn đề HĐH bất kỳ phải giải quyết,
–– Phương thức giải quyết các vấn đề đó.Phương thức giải quyết các vấn đề đó.
–– Hỗ trợ cho các môn khác trong việc xây dựng Hỗ trợ cho các môn khác trong việc xây dựng
cơ sở cho Tin học.cơ sở cho Tin học.
–– Những v/đ xem xét sẽ không lạc hậu trong Những v/đ xem xét sẽ không lạc hậu trong
tương lai.tương lai.
33
MỤC ĐÍCH MỤC ĐÍCH –– YÊU CẦUYÊU CẦU
••
Mang yếu tố Mang yếu tố
chuyên đềchuyên đề
::
–– Minh hoạ cho các v/đ lý thuyết,Minh hoạ cho các v/đ lý thuyết,
–– Khoảng cách giữa và thực tế công nghệ ở Tin Khoảng cách giữa và thực tế công nghệ ở Tin
học nói chung và HĐH nói riêng gần như học nói chung và HĐH nói riêng gần như
bằng 0.bằng 0.

••
Như vậy: đây là một giáo trình khó, khá Như vậy: đây là một giáo trình khó, khá
nặng nề.nặng nề.
2
44
TÀI LIỆUTÀI LIỆU
••
A.TanenbaumA.Tanenbaum
Design and Implementation Design and Implementation
operating system.operating system.
••
A. TanenbaumA. Tanenbaum
Advanced Concepts to Advanced Concepts to
Operating Systems.Operating Systems.
••
Microsoft PressMicrosoft Press
Inside to WINDOWS 2000.Inside to WINDOWS 2000.
••
Nguyên lý hệ điều hành: Nguyên lý hệ điều hành:
–– TS.Hà Quang ThụyTS.Hà Quang Thụy
–– NXB Khoa học kỹ thuậtNXB Khoa học kỹ thuật
••
Hệ điều hành: Tác giả: Ths.Nguyễn Thanh Hệ điều hành: Tác giả: Ths.Nguyễn Thanh
TùngTùng
55
Thời gian biểuThời gian biểu
66
Chương 0: Giới thiệu Hệ điều hànhChương 0: Giới thiệu Hệ điều hành
••
1. Giới thiệu về HĐH1. Giới thiệu về HĐH

–– 1.1 Phần cứng và phần mềm1.1 Phần cứng và phần mềm
•• Phần cứng:Phần cứng:
–– Ngôn ngữ máyNgôn ngữ máy
–– Chương trình vi điều khiển Chương trình vi điều khiển –– điều khiển trực tiếp các điều khiển trực tiếp các
thiết bịthiết bị
–– Thiết bị điện tửThiết bị điện tử
••
Phần mềmPhần mềm
–– Chương trình hệ thống: quản lý hoạt động của máy tínhChương trình hệ thống: quản lý hoạt động của máy tính
–– Chương trình ứng dụng: giải quyết các bài toán của Chương trình ứng dụng: giải quyết các bài toán của
người dùng.người dùng.
3
77
Phần mềm tạo nên môi trường của hệ thống gọi là Hệ điều hành.
Hệ điều hành điều khiển và quản lý tài nguyên và tạo môi trường
cho các chương trình ứng dụng thực hiện thao tác với tài nguyên.
• Hệ điều hành thực hiện chế độ đặc quyền
• Trình dịch thực hiện ở chế độ không đặc quyền
88
1.2 1.2 KháiKhái niệmniệm HệHệ điềuđiều hànhhành
••
HệHệ điềuđiều hànhhành
làlà mộtmột
chươngchương trìnhtrình
hay hay
mộtmột
hệhệ chươngchương trìnhtrình
–– hoạthoạt độngđộng giữagiữa ngườingười sửsử dụngdụng vàvà phầnphần cứngcứng
củacủa máymáy tínhtính
–– ChuẩnChuẩn hóahóa giaogiao diệndiện ngườingười dùngdùng đốiđối vớivới cáccác

hệhệ thốngthống phầnphần cứngcứng kháckhác nhaunhau
••
SửSử dụngdụng hiệuhiệu quảquả tàitài nguyênnguyên phầnphần cứngcứng
••
KhaiKhai thácthác tốitối đađa hiệuhiệu suấtsuất củacủa phầnphần cứngcứng
••
HệHệ điềuđiều hànhhành đượcđược coicoi nhưnhư làlà hệhệ thốngthống
quảnquản lýlý tàitài nguyênnguyên
••
HệHệ điềuđiều hànhhành đượcđược coicoi nhưnhư làlà
phầnphần mởmở
rộngrộng củacủa hệhệ thốngthống máymáy tínhtính điệnđiện tửtử

99
2. 2. LịchLịch sửsử phátphát triểntriển củacủa HĐHHĐH
Lịch sử phát triển của HĐH luôn gắn liền với Lịch sử phát triển của HĐH luôn gắn liền với
sự phát triển của máy tính điện tửsự phát triển của máy tính điện tử
••
Thế hệ thứ nhất (1945Thế hệ thứ nhất (1945 1955)1955)
–– Howard Aiken (Havard) và John von Neumann Howard Aiken (Havard) và John von Neumann
(Princeton)(Princeton)
••
Xây dựng máy tính dùng bóng chân khôngXây dựng máy tính dùng bóng chân không
••
Kích thước lớnKích thước lớn
••
Với hơn 10000 bóng chân khôngVới hơn 10000 bóng chân không
–– Ngôn ngữ lập trình và Hệ điều hành chưa được Ngôn ngữ lập trình và Hệ điều hành chưa được
biết đếnbiết đến
–– Đầu những năm 50Đầu những năm 50 >phiếu đục lỗ thay cho bảng >phiếu đục lỗ thay cho bảng

điều khiểnđiều khiển
4
1010
2. Lịch sử phát triển của HĐH2. Lịch sử phát triển của HĐH
••
ThếThế hệhệ thứthứ 2 (19552 (1955 1965)1965)
–– SựSự rara đờiđời củacủa thiếtthiết bịbị bánbán dẫndẫn
–– lậplập trìnhtrình FORTRAN FORTRAN vàvà hợphợp ngữngữ
––
HệHệ thốngthống xửxử lýlý theotheo lôlô
••
ThếThế hệhệ thứthứ 3 (19653 (1965 1980)1980)
–– mạchmạch tíchtích hợphợp (IC) (IC)
––
hệhệ điềuđiều hànhhành chiachia sẻsẻ thờithời giangian
••
ThếThế hệhệ thứthứ 4 (19804 (1980 nay)nay)
–– máymáy tínhtính cácá nhânnhân (PC(PC Personal Computer)Personal Computer)
––
hệhệ điềuđiều hànhhành mạngmạng
vàvà
hệhệ điềuđiều hànhhành phânphân tántán
1111
Chương I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢNChương I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
••
11 Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính
toántoán
••
Máy tính điện tử đầu tiên ra đời năm 1944Máy tính điện tử đầu tiên ra đời năm 1944 1945,1945,
••

MTĐT được xây dựng và hoạt động theo nguyên MTĐT được xây dựng và hoạt động theo nguyên
lý Von Neuman: lý Von Neuman:
Máy tính được Máy tính được điều khiển bằng điều khiển bằng
chương trìnhchương trình và trong câu lệnh của chương trình và trong câu lệnh của chương trình
người ta chỉ người ta chỉ nêu địa chỉnêu địa chỉ nơi chứa giá trị chứ nơi chứa giá trị chứ
không nêu trực tiếp giá trị.không nêu trực tiếp giá trị.
1212
CấuCấu trúctrúc phânphân lớplớp củacủa hệhệ thốngthống tínhtính
toántoán
MTĐT
Hệ lệnh = {Mã lệnh}
Command System =
{Command Code}
Ngôn ngữ riêng
(Ngôn ngữ máy)
5
1313
1414
Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính
toántoán
••
Người lập trình thường nhầm lẫn Người lập trình thường nhầm lẫn žž năng suất lập năng suất lập
trình thấp,trình thấp,
••
Đã áp dụng nhiều biện pháp kích thích:Đã áp dụng nhiều biện pháp kích thích:
–– Kỷ luật hành chính,Kỷ luật hành chính,
–– Thưởng phạt kinh tế.Thưởng phạt kinh tế.
••
Năng suất chỉ tăng chút ít và ổn định ở mức 8 câu Năng suất chỉ tăng chút ít và ổn định ở mức 8 câu
lệnh/ngày công!lệnh/ngày công!

••
Kết quả nghiên cứu tâm lý học: Bản chất con Kết quả nghiên cứu tâm lý học: Bản chất con
người không quen làm các công việc đơn điệu, người không quen làm các công việc đơn điệu,
không có tính quy luật, sớm hay muộn cũng sẽ có không có tính quy luật, sớm hay muộn cũng sẽ có
sai sót!sai sót!
1515
Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính Cấu trúc phân lớp của hệ thống tính
toántoán
••
Như vậy, để nâng cao năng suất Như vậy, để nâng cao năng suất cần tác cần tác
động vào MTĐT.động vào MTĐT.
••
∃∃ các công việc mọi người và các công việc mọi người và ∃∃ CT đều CT đều
cần (V/d cần (V/d –– Trao đổi vào ra) Trao đổi vào ra) žž tạo sẵn CT tạo sẵn CT
mẫu (Standard Programs mẫu (Standard Programs –– SP) cung cấp SP) cung cấp
cùng với máy.cùng với máy.
••
Hình thành LSP = {SP}Hình thành LSP = {SP}
6
1616
M TD T
L
S
P
Us er
10%
10%
10%
10%
10%

10%
10%
10%
10%
10%
MTDT
U
S
E
R
1717
U
S
E
R
16.6667%
16.6667%
16.6667%
16.6667%
16.6667%
16.6667%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%

10%
MTĐT
Hệ thống tính toán
(System)
Phần
cứng
Phần mềm
1818
Tác động phần mềm lên phần cứngTác động phần mềm lên phần cứng
••
Cơ sở hoá hệ lệnh: Cơ sở hoá hệ lệnh:
–– Các lệnh phức tạp như xCác lệnh phức tạp như x
1/21/2
, e, e
xx
,|x| . . . dần dần được ,|x| . . . dần dần được
thay thế bằng CT con,thay thế bằng CT con,
–– Tăng cường các lệnh xử lý bit.Tăng cường các lệnh xử lý bit.
••
Tăng tốc độ của MT,Tăng tốc độ của MT,
••
Tăng tính vạn năng,Tăng tính vạn năng,
••
Tăng độ tin cậy,Tăng độ tin cậy,
••
Giảm giá thành,Giảm giá thành,
••
Cho phép phân các thiết bị thành từng nhóm Cho phép phân các thiết bị thành từng nhóm
độc lập, tăng độ mềm dẻo của cấu hình.độc lập, tăng độ mềm dẻo của cấu hình.
7

1919
Tác động phần mềm lên phần cứngTác động phần mềm lên phần cứng
••
Các yếu tố trên có sự tác động của tiến bộ Các yếu tố trên có sự tác động của tiến bộ
công nghệ, nhưng phần mềm đóng vai trò công nghệ, nhưng phần mềm đóng vai trò
quan trọng, nhiều khi có tính quyết định:quan trọng, nhiều khi có tính quyết định:
–– Bàn phím,Bàn phím,
–– Máy in.Máy in.
U
S
E
R
1 6 . 6 6 6 7 %
1 6 . 6 6 6 7 %
1 6 . 6 6 6 7 %
1 6 .6 6 6 7 %
1 6 . 6 6 6 7 %
1 6 .6 6 6 7 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
1 0 %
M T D T
2020

TácTác độngđộng phầnphần mềmmềm lênlên USERUSER
••
ĐẩyĐẩy ngườingười dùngdùng rara xaxa máymáy, , nhưngnhưng tạotạo
điềuđiều kiệnkiện đểđể khaikhai thácthác triệttriệt đểđể vàvà tốitối ưuưu
thiếtthiết bịbị
2121
Thay đổi nguyên lý làm việc:Thay đổi nguyên lý làm việc:
8
2222
Tác động phần mềm lên USERTác động phần mềm lên USER
••
HiệuHiệu ứngứng tựtự đàođào tạotạo,,
••
NguyênNguyên lýlý WYSIWYG,WYSIWYG,
–– What you see is What you getWhat you see is What you get
••
GiGiảiải phóngphóng ngườingười dùngdùng khỏikhỏi sựsự ràngràng buộcbuộc
vàovào thiếtthiết bịbị vậtvật lýlý cụcụ thểthể
2323
2 2 –– Các tài nguyên cơ bảnCác tài nguyên cơ bản
a)a)
Bộ nhớBộ nhớ
::
Vai trò,Vai trò,
Gót chân Asin của hệ thống,Gót chân Asin của hệ thống,
Quan trọng: sử dụng như thế nào?Quan trọng: sử dụng như thế nào?
•• Bảo vệ thông tin?Bảo vệ thông tin?
2424
b) PROCESSORb) PROCESSOR
••

Điều khiển máy tính,Điều khiển máy tính,
••
Thực hiện các phép tính số học, lô gic và Thực hiện các phép tính số học, lô gic và
điều khiển,điều khiển,
•• Có tốc độ rất lớn (vài chục triệu phép tính Có tốc độ rất lớn (vài chục triệu phép tính
/ giây),/ giây),
••
Thông thường có thời gian rãnh (thời gian Thông thường có thời gian rãnh (thời gian
“chết”) lớn“chết”) lớnžž hiệu suất sử dụng thấp,hiệu suất sử dụng thấp,
••
V/đ: tăng hiệu suất sử dụng (giảm thời V/đ: tăng hiệu suất sử dụng (giảm thời
gian chết).gian chết).
9
2525
C) THIẾT BỊ NGOẠI VIC) THIẾT BỊ NGOẠI VI
••
Số lượng: Số lượng:
NhiềuNhiều
,,
••
Chất lượng: Chất lượng:
Đa dạngĐa dạng
,,
••
Tốc độ: Tốc độ:
Cực chậmCực chậm
(so với Processor),(so với Processor),
••
V/đ: Phải đảm bảo:V/đ: Phải đảm bảo:
–– Hệ thống Hệ thống

thích nghithích nghi
với số lượng và tính đa với số lượng và tính đa
dạng,dạng,
–– Tốc độ thiết bị ngoại vi không ảnh hưởng Tốc độ thiết bị ngoại vi không ảnh hưởng
đáng kể đến đáng kể đến
năng suấtnăng suất
hệ thống.hệ thống.
2626
D) Tài nguyên chương trìnhD) Tài nguyên chương trình
••
Cần phải có các chương trình cần thiết,Cần phải có các chương trình cần thiết,
••
Một chương trình được kích hoạt: phục vụ Một chương trình được kích hoạt: phục vụ
cho nhiều người dùng ( cấu trúc Reenter),cho nhiều người dùng ( cấu trúc Reenter),
••
Khai thác OnKhai thác On Line, RPC,Line, RPC,
••
Cách tổ chức chương trình: cấu trúc và Cách tổ chức chương trình: cấu trúc và
đảm bảo cho cấu trúc hoạt động,đảm bảo cho cấu trúc hoạt động,
2727
Nhiệm vụ của hệ thống đối với tài Nhiệm vụ của hệ thống đối với tài
nguyênnguyên
••
2 nhiệm vụ chung(không phụ thuộc vào loại tài 2 nhiệm vụ chung(không phụ thuộc vào loại tài
nguyên):nguyên):
–– Phân phối tài nguyên: Cho ai? Khi nào? Bao nhiêu Phân phối tài nguyên: Cho ai? Khi nào? Bao nhiêu
(với loại chia sẻ được)?(với loại chia sẻ được)?
–– Quản lý trạng thái tài nguyên: Còn tự do hay không Quản lý trạng thái tài nguyên: Còn tự do hay không
hoặc số lượng còn tự do?hoặc số lượng còn tự do?
••

Tồn tại nhiều giải thuật Tồn tại nhiều giải thuật žž Loại hệ thống:Loại hệ thống:
–– Xử lý theo lô,Xử lý theo lô,
–– Phân chia thời gian,Phân chia thời gian,
–– Thời gian thực.Thời gian thực.
10
2828
3 3 ĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNHĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNH
••
Có nhiều góc độ quan sát và đánh giá,Có nhiều góc độ quan sát và đánh giá,
••
Các đối tượng khác nhau có yêu cầu, đòi Các đối tượng khác nhau có yêu cầu, đòi
hỏi khác nhau đối với OS,hỏi khác nhau đối với OS,
••
Xét 4 góc độ:Xét 4 góc độ:
–– Của người sử dụng,Của người sử dụng,
–– Của nhà quản lý,Của nhà quản lý,
–– Của nhà kỹ thuật,Của nhà kỹ thuật,
–– Của người lập trình hệ thống.Của người lập trình hệ thống.
2929
ĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNHĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNH
••
Người dùng: Thuận tiện,Người dùng: Thuận tiện,
••
Nhà quản lý: Quản lý chặt chẽ, khai thác Nhà quản lý: Quản lý chặt chẽ, khai thác
tối ưu,tối ưu,
••
Nhà kỹ thuật:Nhà kỹ thuật:
3030
11
3131

Người Lập trình hệ thốngNgười Lập trình hệ thống
Máy
Người
sử dụng
T
h
a
o

t
á
c

v
i
ê
n
Đối
thoại
Hệ điều hành
Mô phỏng hoạt động
Máy + User + Operator
M
ô
i

t
r
ư
ờ

n
g
:
-
Q
u
ả
n

l
ý

c
h
ặ
t

c
h
ẽ
,
-
K
h
a
i

t
h
á

c

t
ố
i

ư
u
,
-
S
ử

d
ụ
n
g


t
h
u
ậ
n

t
i
ê
n
.

3232
••
ĐốiĐối thoạithoại: : đểđể hệhệ thốngthống
gọngọn nhẹnhẹ
+ +
linhlinh
hoạthoạt
,,
••
ĐốiĐối thoạithoại žž ∃∃
ngônngôn ngữngữ đốiđối thoạithoại
((bằngbằng
lờilời hoặchoặc cửcử chỉchỉ).).
••
HT HT mômô phỏngphỏng 2 2 đốiđối tượngtượng con con ngườingười žž làlà
hệhệ thốngthống trítrí tuệtuệ nhânnhân tạotạo, , làlà
hệhệ chuyênchuyên
giagia
,,
3333
••
Ra đời sớm nhấtRa đời sớm nhất::
••
04/1951 xã hội mới biết và tin vào khả năng giải quyết các 04/1951 xã hội mới biết và tin vào khả năng giải quyết các
bài toán phi số của MT,bài toán phi số của MT,
••
1952 1952 Von Neuman đề xuất tư tưởng xây dựng “CT tự Von Neuman đề xuất tư tưởng xây dựng “CT tự
hoàn thiện” ,hoàn thiện” ,
••
1961 1961 –– Bell Lab Bell Lab –– Các CT trò chơi Animal và Core Ware,Các CT trò chơi Animal và Core Ware,

••
Khai thác thực tế các hệ CG: 1971Khai thác thực tế các hệ CG: 1971 1972.1972.
••
OS OS –– xây dựng từ 1950,xây dựng từ 1950,
••
1965 1965 Hệ ĐH nổi tiếng OS IBM 360 Hệ ĐH nổi tiếng OS IBM 360
12
3434
••
Hoàn thiện nhấtHoàn thiện nhất::
••
Thống kê UNESCO: 73% số công trình không Thống kê UNESCO: 73% số công trình không
hoàn thành do khâu đặt v/đ,hoàn thành do khâu đặt v/đ,
••
Các HCG khác: Cán bộ chuyên ngành + Cán bộ Các HCG khác: Cán bộ chuyên ngành + Cán bộ
lập trình,lập trình,
••
OS: OS:
–– Người lập trình giải quyết bài toán của chính mìnhNgười lập trình giải quyết bài toán của chính mình
–– Hiểu rõ: V/đ+khả năng công cụ+ khả năng bản thânHiểu rõ: V/đ+khả năng công cụ+ khả năng bản thân
1974: 3 công trình xây dựng kỹ thuật tiêu biểu đỉnh cao 1974: 3 công trình xây dựng kỹ thuật tiêu biểu đỉnh cao
trí tuệ loài người:trí tuệ loài người:
Hệ thống ĐT tự động liên lục địa,Hệ thống ĐT tự động liên lục địa,
Hệ thống Appolo đưa người lên mặt trăng,Hệ thống Appolo đưa người lên mặt trăng,
OS IBM 360.OS IBM 360.
3535
4 4 –– TÍNH CHẤT CHUNG CỦA OSTÍNH CHẤT CHUNG CỦA OS
••
A) Tin cậy và chuẩn xác,A) Tin cậy và chuẩn xác,
••

B) Bảo vệ,B) Bảo vệ,
••
C) Kế thừa và thích nghi,C) Kế thừa và thích nghi,
••
D) Hiệu quả,D) Hiệu quả,
••
E) Thuận tiện.E) Thuận tiện.
3636
Tin cậy và chuẩn xácTin cậy và chuẩn xác
••
Mọi công việc trong hệ thống đều phải có kiểm Mọi công việc trong hệ thống đều phải có kiểm
tra:tra:
–– Kiểm tra môi trường điều kiện thực hiện,Kiểm tra môi trường điều kiện thực hiện,
–– Kiểm tra kết quả thực hiện,Kiểm tra kết quả thực hiện,
••
Nhiều chức năng KT: chuyển giao cho phần Nhiều chức năng KT: chuyển giao cho phần
cứng.cứng.
••
Ví dụ: Lệnh Ví dụ: Lệnh
COPY A:F1.TXT B:COPY A:F1.TXT B:
••
Sau khi KT cú pháp, bắt đầu thực hiện lệnh. Lần Sau khi KT cú pháp, bắt đầu thực hiện lệnh. Lần
lượt hệ thống sẽ KT gì và có thể có thông báo lượt hệ thống sẽ KT gì và có thể có thông báo
nào? nào?
13
3737
••
Kt CARD I/O,Kt CARD I/O,
••
Tồn tại ổ đĩa?Tồn tại ổ đĩa?

••
Thiết bị điện tử ổ đĩa?Thiết bị điện tử ổ đĩa?
••
Động cơ ổ đĩa?Động cơ ổ đĩa?
••
Khả năng truy nhập của ổ đĩa?Khả năng truy nhập của ổ đĩa?
••
Khả năng truy nhập đĩa?Khả năng truy nhập đĩa?
••
Tồn tại file F1.TXT?Tồn tại file F1.TXT?
••
Khả năng truy nhập file?Khả năng truy nhập file?
••
. . . . . . . . . . . . . . . .
••
So sánh:So sánh:
SCANDISKSCANDISK NDDNDD
DEFRAGDEFRAG SPEEDISKSPEEDISK
3838
BẢO VỆBẢO VỆ
••
Hạn chế truy nhập không hợp thức,Hạn chế truy nhập không hợp thức,
••
Hạn chế ảnh hưởng sai sót vô tình hay cố ý,Hạn chế ảnh hưởng sai sót vô tình hay cố ý,
••
Bảo vệ:Bảo vệ:
–– Nhiều mức,Nhiều mức,
–– Nhiều công cụ,Nhiều công cụ,
–– Nhiều thời điểm và giai đoạn khác nhau.Nhiều thời điểm và giai đoạn khác nhau.
••

Chú ýChú ý: :
bảo vệ và chống bảo vệ: cùng mức bảo vệ và chống bảo vệ: cùng mức žž
không thể đảm bảo an toàn tuyệt đối!không thể đảm bảo an toàn tuyệt đối!
3939
Kế thừa và thích nghiKế thừa và thích nghi
14
HiệuHiệu quảquả
4040
4141
5 5 NGUYÊN LÝ TỔ CHỨC VÀ HOẠT NGUYÊN LÝ TỔ CHỨC VÀ HOẠT
ĐỘNGĐỘNG
••
Nguyên lý mô đun,Nguyên lý mô đun,
••
Nguyên lý phủ chức năng,Nguyên lý phủ chức năng,
••
Nguyên lý Macroprocessor,Nguyên lý Macroprocessor,
••
Nguyên lý bảng tham số điều khiển,Nguyên lý bảng tham số điều khiển,
••
Nguyên lý giá trị chuẩn,Nguyên lý giá trị chuẩn,
••
Nguyên lý 2 loại tham số.Nguyên lý 2 loại tham số.
4242
NGUYÊN LÝ MÔ ĐUNNGUYÊN LÝ MÔ ĐUN
••
Mỗi công việc Mỗi công việc ⇔⇔ mô đun CT độc lập,mô đun CT độc lập,
••
Các mô đun Các mô đun –– liên kết với nhau thông qua liên kết với nhau thông qua
Input/Output:Input/Output:

••
Các mô đun được nhóm theo chức năng Các mô đun được nhóm theo chức năng
žž thành phần hệ thống.thành phần hệ thống.
15
4343
NGUYÊN LÝ PHỦ CHỨC NGUYÊN LÝ PHỦ CHỨC
NĂNGNĂNG
••
Mỗi công việc trong hệ thống thông thường có thể thực Mỗi công việc trong hệ thống thông thường có thể thực
hiện bằng nhiều cách với nhiều công cụ khác nhau,hiện bằng nhiều cách với nhiều công cụ khác nhau,
••
Lý doLý do
: :
••
Mỗi mô đun có Mỗi mô đun có hiệu ứng phụhiệu ứng phụ chức năng,chức năng,
••
Người dùng có quyền khai thác mọi hiệu ứng phụ không Người dùng có quyền khai thác mọi hiệu ứng phụ không
phụ thuộc vào việc công bố,phụ thuộc vào việc công bố,
••
Lập trình:Phải đảm bảo các tính chất của OS với mọi Lập trình:Phải đảm bảo các tính chất của OS với mọi
hiệu ứng phụ,hiệu ứng phụ,
••
Vai tròVai trò
::
–– Đảm bảo thuận tiện cho người dùng,Đảm bảo thuận tiện cho người dùng,
–– Đảm bảo an toàn chức năng của hệ thống,Đảm bảo an toàn chức năng của hệ thống,
••
Ví dụVí dụ
: In một file.: In một file.
4444

NGUYÊN LÝ MACROPROCESSORNGUYÊN LÝ MACROPROCESSOR
••
TrongTrong OS OS khôngkhông cócó sẵnsẵn CT CT giảigiải quyếtquyết v/đ,v/đ,
••
KhiKhi cầncần thiếtthiết: : HệHệ thốngthống tạotạo rara CT CT vàvà thựcthực hiệnhiện CT CT tạotạo rara::
••
NguyênNguyên lýlý nàynày ápáp dụngdụng vớivới cảcả bảnbản thânthân toàntoàn bộbộ OSOS: :
TrênTrên đĩađĩa chỉchỉ cócó cáccác thànhthành phầnphần. . KhiKhi cầncần cáccác thànhthành phầnphần
đượcđược lắplắp rápráp thànhthành HỆ ĐIỀU HÀNH (HỆ ĐIỀU HÀNH (NạpNạp hệhệ thốngthống).).
••
LưuLưu ýý: :
CácCác nguyênnguyên lýlý PhủPhủ chứcchức năngnăng vàvà MacroprocessorMacroprocessor
tráitrái vớivới lýlý thuyếtthuyết lậplập trìnhtrình cócó cấucấu trúctrúc

4545
NGUYÊN LÝ BẢNG THAM SỐ ĐIỀU KHIỂNNGUYÊN LÝ BẢNG THAM SỐ ĐIỀU KHIỂN
••
Mỗi đối tượng trong OS Mỗi đối tượng trong OS ⇔⇔ Bảng tham số Bảng tham số
(Control Table, Control Block),(Control Table, Control Block),
••
Hệ thống không bao giờ tham chiếu tới đối Hệ thống không bao giờ tham chiếu tới đối
tượng vật lý mà chỉ tham chiếu tới bảng tham tượng vật lý mà chỉ tham chiếu tới bảng tham
số điều khiển tương ứng.số điều khiển tương ứng.
••
Với các đĩa từ, CD Với các đĩa từ, CD –– bảng tham số ghi ở phần bảng tham số ghi ở phần
đầu đầu –– Vùng hệ thống (System Area),Vùng hệ thống (System Area),
••
Với các files Với các files –– Header.Header.
16
4646

Cấu trúc file định kiểuCấu trúc file định kiểu
4747
Một số loại bảng tham số :Một số loại bảng tham số :
••
Cho WINDOWS: Win.ini,Cho WINDOWS: Win.ini,
••
Cho MS DOS: Config.sys,Cho MS DOS: Config.sys,
••
Cho WINWORD: Winword.ini,Cho WINWORD: Winword.ini,
••
Bảng tham số cấu hình hệ thống: phục vụ Bảng tham số cấu hình hệ thống: phục vụ
cho mọi hệ điều hành: lưu trữ trong cho mọi hệ điều hành: lưu trữ trong
CMOS,CMOS,
4848
NGUYÊN LÝ GIÁ TRỊ CHUẨNNGUYÊN LÝ GIÁ TRỊ CHUẨN
••
Cách gọi khác: Nguyên tắc ngầm định (Default),Cách gọi khác: Nguyên tắc ngầm định (Default),
••
Hệ thống chuẩn bị bảng giá trị cho các tham số Hệ thống chuẩn bị bảng giá trị cho các tham số
bảng giá trị chuẩn,bảng giá trị chuẩn,
••
Khi hoạt động: nếu tham số thiếu giá trị Khi hoạt động: nếu tham số thiếu giá trị žž OS OS
lấy từ bảng giá trị chuẩn.lấy từ bảng giá trị chuẩn.
••
Vai tròVai trò của nguyên lý:của nguyên lý:
–– Thuận tiện: không phải nhắc lại những giá trị thường Thuận tiện: không phải nhắc lại những giá trị thường
dùng,dùng,
–– Người dùng không cần biết đầy dủ hoặc sâu về hệ Người dùng không cần biết đầy dủ hoặc sâu về hệ
thống.thống.
17

4949
Nguyên lý giá trị chuẩnNguyên lý giá trị chuẩn
••
Tác động lên giá trị Tác động lên giá trị
tham số hoặc bảng tham số hoặc bảng
giá trị chuẩn:giá trị chuẩn:
–– Startup,Startup,
–– Autoexec.bat,Autoexec.bat,
–– Control PanelControl Panel
••
Ví dụ: c:Ví dụ: c:\\csdl>dircsdl>dir
••
Tham số thiếu giá trị:Tham số thiếu giá trị:
–– Ổ đĩa?Ổ đĩa?
–– Thư mục?Thư mục?
–– Xem gì?Xem gì?
–– Quy cách đưa ra?Quy cách đưa ra?
–– Nơi ra?Nơi ra?
5050
NGUYÊN LÝ 2 LOẠI THAM NGUYÊN LÝ 2 LOẠI THAM
SỐSỐ
••
2 loại tham số:2 loại tham số:
••
Tham số vị trí (Position Parameters),Tham số vị trí (Position Parameters),
••
Tham số khoá (Keyword Param.).Tham số khoá (Keyword Param.).
••
Tham số khoá Tham số khoá –– theo trình tự tuỳ ý.theo trình tự tuỳ ý.
5151

6 6 –– THÀNH PHẦNTHÀNH PHẦN
••
NhiềuNhiều cáccác phânphân chiachia theotheo chứcchức năngnăng, , mứcmức
độđộ chi chi tiếttiết,,
–– HệHệ thốngthống Supervisor,Supervisor,
–– HệHệ thốngthống quảnquản lýlý thiếtthiết bịbị ngoạingoại vi,vi,
–– HệHệ thốngthống quảnquản lýlý files,files,
–– HệHệ thốngthống cáccác chươngchương trìnhtrình điềuđiều khiểnkhiển::
••
ĐiềuĐiều phốiphối nhiệmnhiệm vụvụ,,
••
Monitor,Monitor,
••
BiênBiên bảnbản hệhệ thốngthống,,
••
CácCác chươngchương trìnhtrình phụcphục vụvụ hệhệ thốngthống
18
5252
Thành phầnThành phần
••
Lưu ý: ngôn ngữ không phải là thành phần Lưu ý: ngôn ngữ không phải là thành phần
hệ thống, nhưng trong thành phần hệ hệ thống, nhưng trong thành phần hệ
thống có một số CT dịch.thống có một số CT dịch.
••
Phân biệt: Chương trình phục vụ hệ thống Phân biệt: Chương trình phục vụ hệ thống
và chương trình ứng dụngvà chương trình ứng dụng
5353
N
g
ô

n

n
g
ữ

v
ậ
n

h
à
n
h
Ngôn ngữ
thu
ậ
t
t
oán
5454
II II –– QUẢN LÝ FILES VÀ THIẾT QUẢN LÝ FILES VÀ THIẾT
BỊ NGOẠI VIBỊ NGOẠI VI
••
Quản lý thiết bị ngoại vi:Quản lý thiết bị ngoại vi: Cần đảm bảo hệ Cần đảm bảo hệ
thống thích nghi với:thống thích nghi với:
–– Số lượng nhiều,Số lượng nhiều,
–– Chất lượng đa dạng,Chất lượng đa dạng,
–– Thuận tiện cho người dùng.Thuận tiện cho người dùng.
••

Quản lý files:Quản lý files: Cho phép người dùng:Cho phép người dùng:
–– Tạo files ở các loại bộ nhớ ngoài,Tạo files ở các loại bộ nhớ ngoài,
–– Tìm kiếm, truy nhập files,Tìm kiếm, truy nhập files,
–– Đảm bảo độc lập giữa CT và thiết bịĐảm bảo độc lập giữa CT và thiết bị
19
5555
1 1 –– Nguyên tắc phân cấp trong Nguyên tắc phân cấp trong
quản lý thiết bị ngoại viquản lý thiết bị ngoại vi
••
Máy tính thế hệ I và IIMáy tính thế hệ I và II: Processor làm việc : Processor làm việc
trực tiếp với thiết bị ngoại vi,trực tiếp với thiết bị ngoại vi,
••
Hạn chế:Hạn chế: Tốc độ Tốc độ Số lượng Số lượng Chủng loại,Chủng loại,
••
Từ thế hệ III trở lên:Từ thế hệ III trở lên:
Processor Processor žž TB điều khiển TB điều khiển žžTB ngoại viTB ngoại vi
(Control Devices)(Control Devices)
(Controllers)(Controllers)
5656
5757
20
5858
Nguyên tắc phân cấp trong quản lý thiết bị Nguyên tắc phân cấp trong quản lý thiết bị
ngoại vingoại vi
••
Phép trao đổi vào ra: thực hiện theo nguyên lý Phép trao đổi vào ra: thực hiện theo nguyên lý
Macroprocessor,Macroprocessor,
••
Với máy vi tính: Thiết bị điều khiển vào ra Với máy vi tính: Thiết bị điều khiển vào ra ≡≡
I/O Card,I/O Card,

••
Máy Card on Board,Máy Card on Board,
••
Lập trình trên Card vào/ra: Viết TOOLS khởi Lập trình trên Card vào/ra: Viết TOOLS khởi
tạo chương trình kênh,tạo chương trình kênh,
••
Khái niệm kênh bó (Multiplex), Card Khái niệm kênh bó (Multiplex), Card
Multimedia.Multimedia.
5959
Kênh MultiplexKênh Multiplex
6060
2 2 KỸ THUẬT PHÒNG ĐỆMKỸ THUẬT PHÒNG ĐỆM
••
Khái niệm phòng đệm (Buffer) của OS.Khái niệm phòng đệm (Buffer) của OS.
r
e
a
d
(
f
,
a
)
;
A
M
BUFFER
A
M
W

r
i
t
e
(
f
2
,
a
)
;
S
Y
S
T
E
M
Cache
21
6161
KỸ THUẬT PHÒNG ĐỆMKỸ THUẬT PHÒNG ĐỆM
••
Cơ chế phục vụ phòng đệm, Cơ chế phục vụ phòng đệm,
••
Vấn đề đóng file output, FLUSH(F),Vấn đề đóng file output, FLUSH(F),
•• Vai trò phòng đệm:Vai trò phòng đệm:
–– Song song giữa trao đổi vào ra và xử lý,Song song giữa trao đổi vào ra và xử lý,
–– Đảm bảo độc lập:Đảm bảo độc lập:
••
Thông tin và phương tiện mang,Thông tin và phương tiện mang,

••
Bản ghi lô gíc và vật lý,Bản ghi lô gíc và vật lý,
••
Lưu trữ và xử lý,Lưu trữ và xử lý,
–– Giảm số lần truy nhập vật lý:Giả thiết mỗi lẩn Giảm số lần truy nhập vật lý:Giả thiết mỗi lẩn
truy nhập vật lý: 0.01”, truy nhập kiểu BYTE.truy nhập vật lý: 0.01”, truy nhập kiểu BYTE.
6262
KỸ THUẬT PHÒNG ĐỆMKỸ THUẬT PHÒNG ĐỆM
Không có Không có
BufferBuffer
BufferBuffer
512B512B
1B1B 0.01”0.01” 0.01”0.01”
512B512B ~5”~5” 0.01”0.01”
5KB5KB ~50”~50” 0.1”0.1”
50KB50KB ~8’~8’ 1”1”
6363
Các loại phòng đệmCác loại phòng đệm
••
Phòng đệm chung hoặc gắn với file,Phòng đệm chung hoặc gắn với file,
••
Các Hệ QTCSDL còn hệ thống phòng đệm riêng Các Hệ QTCSDL còn hệ thống phòng đệm riêng
để nâng độ linh hoạt và tốc độ xử lý,để nâng độ linh hoạt và tốc độ xử lý,
••
Các loại bộ nhớ Cache và phòng đệm.Các loại bộ nhớ Cache và phòng đệm.
••
Ba kiểu tổ chức chính:Ba kiểu tổ chức chính:
–– Phòng đệm Phòng đệm truy nhập theo giá trịtruy nhập theo giá trị,,
–– Phòng đệm Phòng đệm truy nhập theo địa chỉtruy nhập theo địa chỉ,,
–– Phòng đệm Phòng đệm vòng trònvòng tròn

22
6464
Các loại phòng đệmCác loại phòng đệm
••
A) Phòng đệm A) Phòng đệm truy nhập theo giá trịtruy nhập theo giá trị::
A
M
G
i
á

t
r
ị

b
i
ế
n
6565
Các loại phòng đệmCác loại phòng đệm
••
B) Phòng đệm truy nhập theoB) Phòng đệm truy nhập theo địa chỉđịa chỉ::
A
M
Đ
ị
a

c

h
ỉ

b
i
ế
n

t
r
o
n
g

p
h
ò
n
g

đ
ệ
m
6666
Các loại phòng đệmCác loại phòng đệm
••
C) Phòng đệm vòng tròn: thường áp dụng C) Phòng đệm vòng tròn: thường áp dụng
cho các hệ QT CSDL.cho các hệ QT CSDL.
23
6767

3 3 SPOOLSPOOL
••
SPOOL SPOOL –– Simultaneuos Peripheral Simultaneuos Peripheral
Opearations OnOpearations On Line,Line,
••
Không can thiệp vào CT người dùng,Không can thiệp vào CT người dùng,
••
Hai giai đoạn:Hai giai đoạn:
–– Thực hiệnThực hiện: : thay thế thiết vị ngoại vi bằng thay thế thiết vị ngoại vi bằng
thiết bị trung gian (Đĩa cứng),thiết bị trung gian (Đĩa cứng),
–– Xử lý kết thúcXử lý kết thúc::
••
Sau khi kết thúc việc thực hiện CT,Sau khi kết thúc việc thực hiện CT,
••
Đưa thông tin ra thiết bị yêu cầu. Đưa thông tin ra thiết bị yêu cầu.
••
Chú ýChú ý: :
Đặc trưng của thiết bị trung gian.Đặc trưng của thiết bị trung gian.
6868
SPOOLSPOOL
••
Đảm bảo song song giữa xử lý một CT với Đảm bảo song song giữa xử lý một CT với
trao đổi vào ra của CT khác.trao đổi vào ra của CT khác.
O
S
6969
SPOOLSPOOL
••
Giải phóng hệ thống khỏi sự ràng buộc về Giải phóng hệ thống khỏi sự ràng buộc về
số lượng thiết bị,số lượng thiết bị,

••
Khai thác thiết bị ngoại vi tối ưu,Khai thác thiết bị ngoại vi tối ưu,
••
Kỹ thuật lập trình hiệu quả.Kỹ thuật lập trình hiệu quả.
••
Hệ thống cung cấp các phương tiện để Hệ thống cung cấp các phương tiện để
người dụng tạo SPOOL,người dụng tạo SPOOL,
••
Ai tạo SPOOL Ai tạo SPOOL –– người đó xử lý kết thúc.người đó xử lý kết thúc.
24
7070
••
Giai đoạn thực hiệnGiai đoạn thực hiện: với mỗi phép trao đổi : với mỗi phép trao đổi
vào ra hệ thống tạo 2 CT kênh:vào ra hệ thống tạo 2 CT kênh:
–– CT kênh I CT kênh I –– theo thiết bị yêu cầu,theo thiết bị yêu cầu,
–– CT kênh II CT kênh II –– phục vụ ghi CT kênh I ra thiết bị phục vụ ghi CT kênh I ra thiết bị
trung gian,trung gian,
••
Xử lý kêt thúcXử lý kêt thúc: Đọc CT kênh đã lưu và : Đọc CT kênh đã lưu và
chuyển giao cho kênh. chuyển giao cho kênh.
••
Như vậy, mỗi thiết bị sử dụng Như vậy, mỗi thiết bị sử dụng žž file CT file CT
kênh.kênh.
7171
4 4 –– HỆ THỐNG QUẢN LÝ HỆ THỐNG QUẢN LÝ
FILESFILES
••
∃∃ CSDL quản lý files,CSDL quản lý files,
••
Hệ thống quản lý files Hệ thống quản lý files Hệ QT CSDL.Hệ QT CSDL.

7272
?
25
7373
A
P
I
7474
QUẢN LÝ FILE TRONG QUẢN LÝ FILE TRONG
WINDOWSWINDOWS
••
Mục đích: Mục đích:
–– Minh hoạ nguyên lý bảng tham số điều khiển,Minh hoạ nguyên lý bảng tham số điều khiển,
–– Tính kế thừa và thích nghi,Tính kế thừa và thích nghi,
–– Cơ chế bảo vệ,Cơ chế bảo vệ,
–– Cách thể hiện một số chế độ quản lý bộ nhớ Cách thể hiện một số chế độ quản lý bộ nhớ
(chương tiếp theo).(chương tiếp theo).
7575
TỔ CHỨC THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪTỔ CHỨC THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ
T
r
a
c
k
1
1
1
2
2
2

3
3
3
Sector
Đ
ầ
u

t
ừ