Giáo trình về hệ điều hành chương 1

Ch

ng 1: Gi i thi u

̈ H đi u hành là gì?
̈ Các h th ng Mainframe
̈ Các h th ng Desktop
̈ Các h th ng đa x
̈
̈
̈
̈
̈

lý
Các h th ng phân tán (Distributed Systems)
Các h th ng Clustered
Các h th ng th i gian th c (Real -Time Systems)
Các h th ng c m tay (Handheld Systems)
Các môi tr ng tính toán (Computing Environments)

H đi u hành

1.1

Ph m Th Phi

H đi u hành là gì?
ng trình ho t đ ng nh l p trung gian gi a ng
s d ng máy tính và ph n c ng c a máy tính.
̈ Các m c tiêu c a h đi u hành:

̈ Là m t ch

H Th c thi các ch

i

ng trình c a ng i dùng và giúp gi i quy t các
v n đ ng i dùng đ t ra nhanh chóng, d dàng h n.
H Làm cho vi c s d ng h th ng máy tính thu n ti n h n.
H S d ng ph n c ng máy tính m t cách hi u qu .

H đi u hành

1.2

Ph m Th Phi


Các thành ph n c a m t h th ng máy
tính
1. Ph n c ng – cung c p các tài nguyên c b n cho vi c tính toán
(CPU, b nh , các thi t b vào ra).
2. H đi u hành – ki m soát và đi u ph i vi c s d ng ph n c ng c a
các ch ng trình ng d ng khác nhau c a nh ng ng i dùng khác
nhau.
3. Các ch ng trình ng d ng – đ nh ngh a các cách th c trong đó
các tài nguyên h th ng đ c s d ng đ gi i quy t các v n đ
tính toán c a ng i dùng (trình biên d ch, các h c s d li u, các
trò ch i video, các ch ng trình qu n lý doanh nghi p…).
4. Ng i dùng (con ng i, máy móc ho c các máy tính khác).

H đi u hành

1.3

Ph m Th Phi

Cái nhìn tr u t ng v các thành ph n
c a h th ng

H đi u hành

1.4

Ph m Th Phi


Các đ nh ngh a v h đi u hành

̈ B c p phát tài nguyên – qu n lý và cung c p các tài

nguyên.
̈ Ch ng trình đi u khi n – đi u khi n s th c thi c a các
ch ng trình ng i dùng và các ho t đ ng c a các thi t
b I/O.
̈ Nhân – m t ch ng trình duy nh t ho t đ ng toàn th i
gian (các ch ng trình khác đ c g i là các ch ng
trình ng d ng).

H đi u hành

1.5

Ph m Th Phi

Các h th ng Mainframe
̈ Rút ng n th i gian thi t l p ch

ng trình b ng cách bó l i
(batch) các công vi c t ng t nhau.
̈ T đ ng phân dãy công vi c – chuy n quy n đi u khi n
m t cách t đ ng t m t công vi c đ n m t công vi c
khác. ây là h đi u hành thô s đ u tiên.
̈ B giám sát th ng trú
u tiên, quy n đi u khi n n m t i b giám sát
H Sau đó quy n đi u khi n đ c chuy n cho m t công vi c
nào đó
H Khi công vi c hoàn thành, quy n đi u khi n l i đ c tr v
cho b giám sát
H

H đi u hành

1.6

Ph m Th Phi


S đ b nh trong m t h th ng bó đ n gi n

H đi u hành

1.7

Các h th ng bó đa ch
Vài công vi c đ c l u trong b nh chính, và CPU đ
l t ph c v các ch ng trình này.

H đi u hành

1.8

Ph m Th Phi

ng
c đi u ph i l n

Ph m Th Phi


Các tính n ng c a H đi u hành c n cho c ch
đa ch ng
̈ Các ho t đ ng vào ra (I/O) ph i đ

c cung c p b i h th ng.
̈ Qu n lý b nh - h th ng ph i c p phát b nh cho nhi u
ti n trình.
̈
nh th i cho CPU – h th ng ph i ch n trong s các công
vi c đang s n sàng m t công vi c đ giao CPU cho nó s

d ng.
̈ C p phát các thi t b khác.

H đi u hành

1.9

Ph m Th Phi

Các h th ng chia th i gian – Tính toán t
̈ CPU s đ

ng tác

c đi u ph i cho nhi u công vi c đang n m trong
b nh và trong đ a. Tuy nhiên CPU ch đ c cung c p cho
công vi c nào đang n m trong b nh mà thôi.
̈ M t công vi c s đ c hoán chuy n vào/ra kh i b nh
t /đ n đ a.
̈ Giao ti p tr c tuy n gi a h th ng và ng i dùng đ c cung
c p; khi h đi u hành hoàn thành th c thi m t l nh, nó s tìm
m t “l nh đi u khi n” c a ng i dùng t bàn phím.
̈ H th ng ph i luôn s ng sàng tr c tuy n đ ng i dùng có
th truy c p d li u và mã l nh.

H đi u hành

1.10

Ph m Th Phi

Các h th ng Desktop
̈ Máy tính cá nhân – h th ng máy tính đ
̈
̈
̈
̈

c dành cho m t ng

i

dùng duy nh t.
Có các thi t b I/O nh – bàn phín, chu t, màn hình, máy in nh .
Ti n l i và đáng tin c y đ i v i ng i dùng.
Có th ph ng theo các k thu t đ c phát tri n cho các h th ng
l n.
Có th ch y nhi u h h đi u hành khác nhau (Windows, MacOS,
UNIX, Linux)

H đi u hành

1.11

Ph m Th Phi

Các h th ng song song
̈ Là các h th ng đa x

g
̈ H
đ
̈ L

lý v i nhi u h n m t CPU đ

cn ik tr t

n v i nhau.
th ng ghép đôi ch t – các processors chia s b nh và xung
ng h ; vi c giao ti p di n ra thông qua b nh đ c chia s .
i ích c a h th ng song song:

H T ng n ng l c x

lý

H Kinh t
H T ng tính tin c y

gi m c p x lý đáng k
6 Các h th ng đ i di n v i s c r t “nh nhàng”
6S

H đi u hành

1.12

Ph m Th Phi

Các h th ng song song(tt)
̈

a x lý đ i x ng - Symmetric multiprocessing (SMP)
H M i CPU ch y m t b n sao gi ng nhau c a h đi u hành.
H Nhi u ti n trình có th ch y song song mà không làm gi m

hi u n ng c a h th ng.
H H u h t các h đi u hành hi n đ i đ u h tr SMP
̈

a x lý không đ i x ng - Asymmetric multiprocessing
H M i CPU đ

c giao m t công vi c c th ; CPU ch s l p
l ch bi u và giao vi c cho các CPU t .
H Ph bi n h n trong các h th ng c c l n.

H đi u hành

1.13

Ki n trúc đa x

H đi u hành

1.14

Ph m Th Phi

lý đ i x ng

Ph m Th Phi


Các h th ng phân tán
̈ Phân ph i tính toán cho nhi u b x lý v t lý.
̈ H th ng ghép đôi l ng – m i b x lý có b nh

riêng; các b x
lý giao ti p v i b x lý khác thông qua nhi u đ ng giao ti p khác
nhau ví d nh các bus t c đ cao ho c các đ ng đi n tho i.
̈ Các l i ích c a h th ng phân tán:
H
H
H
H

Chia s tài nguyên
T ng t c đ tính toán – cân b ng t i
Tin c y
Truy n thông

̈ Yêu c u h t ng c s m ng: LAN ho c WAN.
̈ Local area networks (LAN) or Wide area networks (WAN)
̈ Có th là các h th ng client-server ho c ngang hàng-peer-to-peer.

H đi u hành

1.15

Ph m Th Phi

Các h th ng Cluster
̈ Vi c ghép chu i cho phép hai ho c nhi u h th ng chia s thi t b

l u tr .
̈
t đ c đ tin c y cao
.
̈ Ghép chu i b t đ i x ng - Asymmetric clustering: m t server ch y
ng d ng trong khi các server khác tr ng thái b t đ ng.
̈ Ghép chu i đ i x ng - Symmetric clustering: c N hosts cùng ch y
ng d ng.

H đi u hành

1.16

Ph m Th Phi


Các h th ng th i gian th c
ng đ c s d ng nh là m t thi t b đi u khi n trong
m t ng d ng d ng t n hi n ví d nh đi u khi n các thí
nghi m khoa h c, các h th ng đi u tr y khoa, các h th ng
đi u khi n trong công nghi p và m t s h th ng trình chi u.
̈

òi h i v th i gian luôn c đ nh và đ c xác đ nh chính xác.
̈ Các h th ng th i gian th c có th là c ng ho c m m.
̈ Th i gian th c “c ng”:
̈ Th

th c p b gi i h n ho c không đ c s
d ng, d li u đ c tr trong b nh ng n k ho c ROM.
H Trái ng c v i các h th ng chia th i gian, không đ c h tr
b i các h đi u hành đa n ng.

H Các thi t b l u tr

̈ Th i gian th c “m m”:
H
c ng d ng gi i h n trong đi u khi n công nghi p ho c
robotics.
H H u d ng trong các ng d ng (đa ph ng ti n, th c t i o) yêu
c u các tính n ng cao c p c a h đi u hành.

H đi u hành

1.17

Ph m Th Phi

Các h th ng c m tay
̈ Personal Digital Assistants (PDAs)

i n tho i di đ ng
̈ Các v n đ :

̈

H B nh

gi i h n
H Các b x lý ch m
H Màn hình nh

H đi u hành

1.18

Ph m Th Phi


S

phát tri n v quan ni m và tính n ng c a h đi u hành

H đi u hành

Ph m Th Phi

1.19

Các môi tr

ng tính toán

̈ Tính toán truy n th ng

̈ Tính toán ki u Web
̈ Tính toán theo ki u h th ng nhúng

H đi u hành

1.20

Ph m Th Phi