Giáo trình hướng dẫn phân tích khái niệm tổng quan về hệ điều hành và quản lý tài nguyên của hệ thống p9 docx

 Plug and Play Manager (quản lý plug and play): Plug and play theo
dõi các hoạt động tại thời điểm Boot của các thiết bị plug and play và nó
tương tác với HAL, các điều khiển thiết bị và Executive. Nó xác định các
điều khiển bus thực hiện việc cấu hình và đếm như thế nào. Nó cũng xác
định khi nào thì các điều khiển thiết bị được thêm vào hoặc khi nào thì khởi
tạo một thiết bị.
 Process and Thread Manager (quản lý tiến trình và tiểu trình): Tạo và
kết thúc các tiến trình và tiểu trình. Hỗ trợ các tiến trình và tiểu trình được
cài đặt bên trong Windows 2000 kernel.
 Và một số thành phần khác như: Power manager (quản lý nguồn);
Cache manager (quản lý cache); Virtual memory manager (quản lý bộ nhớ
ảo), …
 Ngoài ra executive còn chứa bốn nhóm chính các hàm hỗ trợ mà nó
được sử dụng bởi chỉ các thành phần executive được liệt kê. Sau đây là bốn
loại hàm hỗ trợ:
 Object Manager (quản lý đối tượng): Tạo, quản lý, xoá các đối
tượng Windows 2000 executive và các loại dữ liệu trừu tượng mà nó
được sử dụng để chỉ đến các tài nguyên của Windows 2000 như: các
tiến trình, các tiểu trình, và các đối tượng đồng bộ khác.
 LPC facility: Chuyển thông điệp giữa các tiến trình client và các
tiến trình server trên cùng máy tính. LPC có tính mềm dẻo, và là
version được tối ưu của Remote Function Call (RPC).
 Một tập các hàm thư viện run-time như là: xử lý string, thực
hiện các phép tính, chuyển đổi các kiểu dữ liệu và xử lý các cấu trúc
an toàn.
 Executive support routine: như là cấp phất bộ nhớ hệ thống,
khoá truy cập bộ nhớ và các đối tượng đồng bộ.
 Kernel:
Kernel bao gồm một tập các hàm trong Ntoskrnl.exe mà nó cung cấp các kỹ thuật
cơ bản, như điều phối tiểu trình và đồng bộ các dịch vụ, được sử dụng bởi các
thành phần executive, cũng như hỗ trợ cho các kiến trúc phần cứng cấp thấp trên

các kiến trúc processor khác nhau. Đa số các mã của kernel được viết bằng C, một
số ít thành phần quan trong can thiệp sâu vào phần cứng được viết bằng assembly.
Một số các hàm của kernel được đưa ra trong DDK, đây là các thành phần cần thiết
cho việc cài đặt các trình điều khiển thiết bị.
 Hardware Abstraction Layer (HAL):
Như đã biết một trong những mục tiêu thiết kế của Windows 2000 là làm cho nó dễ
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
dàng tương thích trên các nền phần cứng khác nhau. HAL là thành phần chủ chốt
có thể tạo nên sự tương thích này. HAL là một modun kernel mode có thể được nạp
(Hal.dll) mà nó có thể cung cấp một giao diện cấp thấp để Windows 2000 có thể
chạy trên các nền phần cứng khác nhau. HAL làm ẩn các chi tiết phần cứng, như:
các giao diện I/O, các điều khiển ngắt và các cơ chế truyền thông giữa các
processor trong hệ thống multiprocessor, với bất kỳ một hàm nào trong cả các kiến
trúc cụ thể và các máy phụ thuộc.
Trong Windows 2000 có nhiều tập tin Hal*.dll, mỗi tập tin hỗ trợ cho một hệ
thống máy tính nào đó. Hal.dll hỗ trợ cho các PC chuẩn, Halmps.dll hỗ trợ cho các
PC Multiprocessor, …

 Device Drivers:
Các Device Driver (*.sys) là các modun kernel, nó là giao diện giữa thành phần
quản lý I/O và các phần cứng có liên quan. Các device driver không thao tác trực
tiếp trên phần cứng, nó chỉ gọi các hàm trong HAL để giao tiếp với phần cứng.
Windows 2000 có các loại Divice Driver sau đây:
 Các hardware device driver thao tác phần cứng, sử dụng HAL, để
ghi/đọc trên các thiết bị vật lý hoặc mạng. Loại này bao gồm: các điều khiển
bus, các điều khiển thiết bị giao tiếp với người sử dụng, các điều khiển thiết
bị lưu trữ khối, …
 Các file system driver là các điều khiển mà Windows 2000 dùng nó
để truy cập các file trong hệ thống.
 …
 Kernel Mode Drivers:
Kernel Mode Drivers cũng được cài đặt như là một thành phần, nó chứa tất cả các
chức năng cần thiết. Nó gồm có: WMD (Windows Drive Model) driver, cùng với
nhiều driver để hỗ trợ cho các yêu cầu của các thiết bị cụ thể.
I.14. Hệ điều hành Linux
Linux là hệ điều hành miễn phí được xây dựng từ hệ điều hành Unix. Nó được phát
triển bởi Linus Torvalds, một sinh viên của trường Đại học Hensinki. Linus chỉ
chịu trách nhiệm tạo ra hệ thống kernel. Kernel là phần lõi của hệ điều hành, nó
chịu trách nhiệm thực hiện các tác vụ của hệ thống. Linux bây giờ như một tập các
phần mềm mà trong đó bao gồm kernel và các thành phần khác để nó trở thành một
hệ điều hành hoàn chỉnh. Một trong những nguyên nhân làm cho Linux được nhiều
người biết đến là nó được cung cấp miễn phí với mã nguồn mở.
Hình vẽ 1.13 dưới đây cho thấy cấu trúc của hệ điều hành Unix. Hình vẽ cho
thấy hệ điều hành Linux được chia thành 2 cấp: User Level (cấp người sử dụng) và
Kernel Level (cấp lõi).
Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
 Kernel là cấp đặc quyền, ở đây không có giới hạn nào đối với kernel của hệ
thống. Kernel có thể sử dụng tất cả các lệnh của vi xử lý, điều khiển toàn bộ bộ nhớ
và truyền thông trực tiếp đến tất cả các thiết bị ngoại vi.
 User là cấp không có đặc quyền, tất cả các chương trình của người sử dụng
phải hoạt động ở cấp này. Ở đây các tiến trình không thể thực hiện tất cả các lệnh
của vi xử lý, không thể truy cập trực tiếp vào hệ thống phần cứng và nó chỉ được
quyền sử dụng không gian nhớ đã được cấp phát. Các tiến trình ở đây chỉ có thể
thực hiện các thao tác trong môi trường của riêng nó mà không làm ảnh hưởng đến
các tiến trình khác và nó có thể bị ngắt bất cứ lúc nào. Các tiến trình hoạt động
trong User Level không thể truy cập trực tiếp tài nguyên của hệ thống mà nó phải
thông qua giao diện lời gọi hệ thống (System call Interface). Một lời gọi hệ thống là
một yêu cầu được gởi từ tiến trình của chương trình người sử dụng đến Kernel,
Kernel sẽ xử lý yêu cầu trong chế độ kernel sau đó trả kết quả về lại cho tiến trình
để tiến trình tiếp tục thực hiện.

File Subsystem

Inter Processor
Communication

Process
Control

System Call Interface

Libraries

User Programs
User Level

Kernel Level

Trap
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

 Sau đây là một vài đặc điểm của Linux:
 Miễn phí (Free): Linux là một hệ điều hành được cung cấp miễn phí
trên Internet, chúng ta không phải trả bất kỳ một chi phí nào cho việc
download nó. Linux được cung cấp cùng với các phâìn mềm chạy trên nó.
 Mã nguồn mở (Open Source): Điều này có nghĩa người sử dụng không
chỉ sử dụng hệ điều hành và thực hiện các chương trình mà còn có thể xem
và sửa đổi mã nguồn của nó, để phát triển nó theo từng mục đích cụ thể của
người sử dụng.
 Yêu cầu phần cứng (Hardware): Linux có thể chạy trên hầu hết các
phần cứng hiện có, nó có thể hoạt động trên các vi xử lý: 386, 486, Pentium
MMX, Pentium II, Sparc, Dec Alpha hoặc Motorola 68000.
 Đa tác vụ (Multi-Tasking): Linux là hệ điều hành đa tác vụ, tức là một
người sử dụng có thể chạy nhiều chương trình tại cùng một thời điểm. Mỗi
tác vụ là một tiến trình. Theo cách này người sử dụng không cần phải đợi cho
Click to buy NOW!
P
D
F
-

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m
một tiến trình kế thúc hợp lệ để khởi động một tiến trình khác.
 Đa người sử dụng (Multi-User): Điều này có nghĩa có nhiều hơn một
người sử dụng có thể sử dụng hệ thống tại cùng một thời điểm. Khái niệm
multi user xuất phát trực tiếp từ khía cạnh multi-tasking. Hệ thống có thể
điều khiển nhiều hơn một người sử dụng tại cùng một thời điểm giống như
cách mà nó điều khiển nhiều hơn một công việc.
 Hỗ trợ đa vi xử lý (Multi Processor Support): Linux có thể điều hành
các hệ thống máy tính có nhiều hơn một vi xử lý.
 Máy chủ web (Web Server): Linux có thể được sử dụng để chạy như
là một web server, và đáp ứng các giao thức ứng dụng như là HTTP hoặc
FTP.
 Hỗ trợ mạng TCP/IP (TCP/IP Networking Support): Hỗ trợ mạng
TCP/IP được xây dựng trong chính kernel của Linux. Linux một trong các hệ
điều hành mạng tốt nhất. Nó bao gồm các chương trình như là: Telnet, Ftp,
Rlogin, Rsh và nhiều chương trình khác.
 Hỗ trợ lập trình (Programming Support): Linux cung cấp hỗ trợ lập
trình cho Fortran, C, C++, Tcl/Tk, Perl và nhiều ngôn ngữ lập trình khác.
 Độ an toàn cao (High Level Security): Một trong những thuận lợi
chính của Linux đó là nó cung cấp một sự an toàn cao cấp bằng cách sử dụng sự
xác thực người sử dụng. Nó cũng lưu trữ password trong dạng thức được mã hoá,
password một khi đã được mã hoá thì không thể giải mã. Linux cũng bao gồm hệ

thống file an toàn, nó được mở rộng từ hệ thống file đang tồn tại.




Chương II
QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH

Tất cả các hệ điều hành đa chương, từ các hệ điều hành đơn người sử
dụng đến các hệ điều hành có thể hỗ trợ đến hàng ngàn người sử
dụng, đều phải xây dụng dựa trên khái niệm tiến trình. Vì thế, một yêu
cầu quan trọng trong thiết kế hệ điều hành là thành phần quản lý tiến
trình của hệ điều hành phải đáp ứng tất cả những gì liên quan đến
tiến trình:
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e

w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a

n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m