bài giảng hệ điều hành

1
Hệđiềuhành
(Operating System)
PHAN Xuân Huy
{}
2
Thông tin giớithiệu
 Bố cụcmônhọc: 45 LT + 30 TH
 Hình thứcthi:
 Lý thuyết: 7 điểm (Không sử dụng tài liệu)
 Thực hành: 3 điểm (Theo qui định của GVHDTH)
 Các thắcmắc vui lòng liên hệ:
Phan Xuân Huy –
 Giáo trình môn học:
 Hệđiềuhành–LêKhắc Nhiên Ân – ĐHKHTN Tp.HCM
 Hệđiều hành nâng cao - TrầnHạnh Nhi – ĐHKHTN Tp.HCM
3
Mụctiêucủamônhọc: Cung cấp
 Các kiếnthứccơ bảnvề HĐH đa nhiệm
 Hiểurõmôhìnhtổ chức, nguyên lý hoạt động,
củacácthànhphầncơ sở củamột HĐH hiện đại
 Biếtcáchsử dụng/quảntrị các HĐH thông dụng,
khai thác tốtcácdịch vụ của HĐH.
4
Thảoluận–1CPU vs nhiềuChương trình
 Nhu cầu: Người dùng luôn thích sử dụng HĐH cho phép
chạy vài chương trình đồng thời
Hệđiềuhànhnhư thế gọilàgì?
 Thựctế: Hầuhếtcácmáytínhchỉ có
mộtbộ vi xử lý (các máy có >1 CPU
rất đắttiền)

Làm sao thỏa mãn được nhu cầungười dùng?
 MộtCPU rõràngchỉ có thể chạy đượcmộtchương trình
 Không thể chia CPU làm nhiềuphầnnhư chia bánh được
5
Thảoluận–Chiasẻ bộ nhớ
 Các chương trình muốncóthể chạythìtrướchếtcầnphải
đượcnạpvàotrongbộ nhớ chính (RAM).
 Khi có nhiềuchương trình cùng sử dụng bộ nhớ thì HĐH
sẽ thựchiệnviệcchiasẻ cho mỗichương trình không
gian nhớ riêng.
 Vấn đề: bộ nhớ RAM thì có hạn(vídụ 64MB), vậy khi
chạynhiềuchương trình thì ra sao ??? Ví dụ:
 Windows XP (lõi) 60MB
 Windows Media Player 12MB
 Visual Studio .NET 30MB
 Làm cách nào mà Windows vẫnchạy được?
6
Thảoluận–Chiasẻ card sound
 Khi đang nghe nhạc, nếu Windows gặplỗi, ta có
nghe đượctiếng báo lỗi?
 Chỉ có các hệđiềuhànhnhư ME, 2000, XP, …
 Vậy HĐH đãsử dụng giải pháp nào?
 Luân phiên?
 Tuầntự?
 Chia bánh?
 Giải pháp khác?
 ☺Về nhà bạnthử làm cho Windows phát 2 bài
nhạc khác nhau trên 2 loa xem? Có được không?
7
Nội dung môn học: gồm5 chương

 Chương 1: Tổng quan về HĐH
 Chương 2: Hệ thống quảnlýtập tin
 Chương 3: Hệ thống quảnlýxuấtnhập
 Chương 4: Quảnlýtiếntrình
 Chương 5: Quảnlýbộ nhớ
8
Chương 1: Tổng quan về HĐH
 Nội dung chương:
 Vai trò củaHệđiềuhành
 Các thành phầncủa HĐH
 Mộtsố kiếntrúc HĐH
 Quá trình phát triểncủa HĐH
 Mộtsố HĐH hiện đại
9
Vai trò của HĐH
 Quảntrị tài nguyên
 Tài nguyên: CPU, RAM, HDD, printer…
 Đốitượng sử dụng tài nguyên: Chương trình ƯD
 Nhiệmvụ: Cung cấpgiảithuậtcấp phát, quảntrị tài nguyên
cho các đốitượng hoạt động.
 Mụctiêu:Cấpphátđầy đủ, công bằng, hiệuquả
 Điều khiểnthiếtbị
 Nhiệmvụ: Che dấu các chi tiếtphầncứng, tạomôitrường dễ
làm việchơnchoNSD.
 Mụctiêu: Tạosựđộclậpthiếtbị.
 Ví dụ: Làm sao để MS.Word có thể in đượcvới nhiềuloạimáy
in khác nhau như in kim, laser, phun của nhiều hãng khác nhau
10
HĐH và các thành phầncủahệ thống
11

HĐH và các thành phầncủahệ thống
12
Các dịch vụ củahệ thống
 Nạp và thi hành chương trình (load & run)
 Các thao tác xuấtnhập (I/O Operations)
 Các thao tác truy xuất/cậpnhậthệ thống tậptin
(file system)
 Các cơ chế liên lạc/trao đổi thông tin giữacáctác
vụ
 Phát hiện/chỉnh sửalỗi
 …
Æ Giao tiếpgiữacácchương trình ứng dụng và HĐH
đượcthựchiệnphầnlớn thông qua các lờigọihệ
thống (System Call)
13
Các thành phầncủa HĐH
 Quản lý tài nguyên là vai trò quan trọng nhấtcủa
HĐH, do đócầncómộtsố thành quảnlýCPU,
quảnlýbộ nhớ, …
 CPU : quảnlýtiến trình(bao gồmquảnlýCPU)
 RAM : quảnlýbộ nhớ chính
 Input/Output : quảnlýnhập/xuất(thấyrõở DOS)
 Hệ thống tậptin: Quảnlýtậptin
 Hệ thống bảovệ
 Quảnlýmạng
 Shell (giao tiếpngười dùng)
14
Các thành phầncủa HĐH
Quản lý tiến trình
Quản lý bộ nhớ chính

Quản lý nhậäp xuất
Quản lý bộ nhớ phụ
Hệ thống tập tin
Hệ thống bảo vệ
Giao tiếp mạngBộ thông dòch lệnh
15
Kiếntrúc HĐH
 Kiếntrúcđơngiản
 Kiếntrúcphânlớp
 Kiếntrúcmáyảo
 Kiến trúc client/server
16
1. Kiếntrúcđơngiản
 Ví dụ điển hình cho kiến
trúc này là DOS, trong đó
HĐH chỉ làm một số nhiệm
vụ quản lý còn khá đơn
giản và cung cấp thêm một
số dịch vụ.
 HĐH = Thư việnhàm.
 UD củangười dùng vẫn có
thể truy cập trực tiếp đến
phần cứng thông qua
BIOS, cổng phần cứng
 Không hỗ trợ đa nhiệm.
 Đánh giá khi chương
trình treo?
Ứng dụng
Hệđiều hành (DOS)
Phầncứng (BIOS, port)

Tiệníchthường trú
Ví dụ với HĐH DOS
17
2. Kiếntrúcphânlớp
 HĐH phân thành nhiều
lớp.Mỗilớpphụ trách 1
chứcnăng đặcthù.
 Lớpbêntrênsử dụng
chứcnăng do các lớpbên
dưới cung cấp.
Æ Khó xác định số lượng
lớp, thứ tự lớp!!!
Æ Chi phí truyềnthamsố
xuyên các lớp!!!
18
3. Kiếntrúcmáyảo (1/4)
 Có nghe đến máy ảo bao giờ? Ví dụ?
 Do mục tiêu của HĐH là chạy được nhiều chương trình
đồng thời trên một máy tính nên cách tốt nhất là tạo ra
nhiều máy tính ảo từ một máy tính thật để các chương
trình chạy riêng trên các máy ảo.
 Về nguyên tắc các chương trình không biết mình đang
chạy trên máy ảo, cũng không biết mình đang phải chia
sẻ tài nguyên với các chương trình khác. Ví dụ:
 CPU ảo: mỗi chương trình
*
sở hữu một CPU ảo
 Bộ nhớảo: mỗi chương trình một không gian nhớ riêng
19
3.Kiến trúc máy ảo (2/4)

Non-virtual Machine
Virtual Machine
20
3.Kiến trúc máy ảo (3/4)- Ví dụ
 Java Virtual Machine
Java OS
Java VM
Operating System
Hardware
Process
Process
Java program
• Độclậpvới Platform
21
3. Kiếntrúcmáyảo (4/4)
 Ưu điểm:
 Môi trường thuậnlợichosự tương thích
 Tăng tính an toàn cho hệ thống do các VM độclập
 Dễ phát triển các HĐH đơnnhiệmchocácVM độclập.
 Khuyết điểm
 Phứctạp trong việcgiả lập.
22
4. Kiến trúc client/server
 Các dịch vụ của HĐH được chia thành 2 phần:
 Server: phầnhạt nhân, lệ thuộcphầncứng
 Client: các tiệníchhệ thống, sử dụng dịch vụ do
server cung cấp
23
Giớithiệu các dòng HĐH hiện đại
 Dòng HĐH Windows

 Quá trình phát triển
 Các phiên bản chính
 Dòng HĐH Unix/Linux
 Quá trình phát triển
 Các distro chính
24
Dòng HĐH Windows
 Phát triểnbởi Microsoft.
 Hiện đang chiếm 80% Æ 90% thị trường HĐH.
 Số lượng dòng mã chương trình:
 WinNT: 4 triệu
 Win2000: 35 triệu
 WinXP: 40 triệu
25
Quá trình phát triểncủa dòng
HĐH Windows (1/4)
 Windows 1.0 – Phát hành 12/1985
 Windows 2.0
 Phát hành 1987
 Chỉ hổ trợ bộ vi xử lý Intel 8086 hoặc8088
 Có thể truy cập1MB bộ nhớ
 Windows 3.0
 Phát hành 05/1990
 Có thể truy cập16MB bộ nhớ