Do Tuan Anh DHBK

1
HỆ ĐIỀU HÀNH
Giáo viên: Đỗ Tuấn Anh
Bộ mônKhoahọc Máy tính
Khoa Công nghệ Thông tin
ĐHBK Hà Nội

0989095167
2
MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
• Là giáo trình cơ sở chuyên ngành:
–Xétcácvấn đề HĐH bấtkỳ phảigiảiquyết,
–Phương thứcgiải quyếtcácvấn đề đó.
–Hỗ trợ chocácmônkháctrongviệcxâydựng
cơ sở cho Tin học.
–Những v/đ xem xét sẽ không lạchậu trong
tương lai.
3
MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU
• Mang yếutố chuyên đề:
– Minh hoạ cho các v/đ lý thuyết,
–Khoảng cách giữavàthựctế công nghệởTin
học nói chung và HĐH nói riêng gầnnhư
bằng 0.
•Như vậy: đây là một giáo trình khó, khá
nặng nề.
4
TÀI LIỆU
• A.Tanenbaum Design and Implementation
operating system.
• A. Tanenbaum Advanced Concepts to

Operating Systems.
• Microsoft Press Inside to WINDOWS
2000.
• Nguyên lý hệ điều hành: Hà
•Hệ điều hành: Tác giả: Nguyễn Thanh
Tùng
5
Chương I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ
BẢN
• 1- Cấutrúcphânlớpcủahệ thống tính toán
• Máy tính điệntửđầutiênrađờinăm 1944-1945,
•MTĐT đượcxâydựng và hoạt động theo
nguyên lý Von Neuman: Máy tính được điều
khiểnbằng chương trình và trong câu lệnh của
chương trình ngườitachỉ nêu địachỉ
nơichứa
giá trị chứ không nêu trựctiếpgiátrị.
6
Chương I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ
BẢN (tt.)
•Thế hệ thứ 2 (1955-1965)
–Sự ra đời của thiết bị bán dẫn
–lập trình FORTRAN và hợp ngữ
– Hệ thống xử lý theo lô
•Thế hệ thứ 3 (1965-1980)
–mạch tích hợp (IC)
– hệ điều hành chia sẻ thời gian
•Thế hệ thứ 4 (1980-nay)
– máy tính cá nhân (PC-Personal Computer)
– hệ điều hành mạng và hệ điều hành phân tán

7 8
Cấutrúcphânlớpcủahệ thống tính
toán
MTĐT
Hệ lệnh = {Mã lệnh}
Command System =
{Command Code}
Ngôn ngữ riêng
(Ngôn ngữ máy)
9 10
Cấutrúcphânlớpcủahệ thống tính
toán
•Ngườilậptrìnhthường nhầmlẫn  năng suấtlập
trình thấp,
• Đãápdụng nhiềubiện pháp kích thích:
–Kỷ luật hành chính,
–Thưởng phạtkinhtế.
•Năng suấtchỉ tăng chút ít và ổn định ở mức8 câu
lệnh/ngày công!
•Kếtquả nghiên cứutâmlýhọc: Bảnchất con
người không quen làm các công việc đơn điệu,
không có tính quy luật, sớm hay muộncũng sẽ có
sai sót!
11
Cấutrúcphânlớpcủahệ thống tính
toán
•Như vậy, để nâng cao năng suất-cầntác
động vào MTĐT.
• ∃ các công việcmọingườivà∃ CT đều
cần(V/d –Traođổi vào ra)  tạosẵnCT

mẫu (Standard Programs – SP) cung cấp
cùng vớimáy.
• Hình thành LSP = {SP}
12
MTDT
L
S
P
User
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
10%
MTDT
U
S
E
R
13
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%
14
Tác động phầnmềm lên phần
cứng
•Cơ sở hoá hệ lệnh:
–Cáclệnh phứctạpnhư x
1/2
, e
x
,|x| . . . dầndần được
thay thế bằng CT con,
–Tăng cường các lệnh xử lý bit.
•Tăng tốc độ củaMT,
•Tăng tính vạnnăng,
•Tăng độ tin cậy,
•Giảm giá thành,

• Cho phép phân các thiếtbị thành từng nhóm
độclập, tăng độ mềmdẻocủacấu hình.
15
Tác động phầnmềm lên phần
cứng
•Cácyếutố trên có sự tác động củatiếnbộ
công nghệ, nhưng phầnmềm đóng vai trò
quan trọng, nhiều khi có tính quyết định:
– Bàn phím,
–Máyin.
16
Tác động phầnmềmlênUSER
• Đẩyngười dùng ra xa máy, nhưng tạo điều
kiện để khai thác triệt để và tối ưuthiếtbị
U
S
E
R
19
2 – Các tài nguyên cơ bản
a) Bộ nhớ
:
Vai trò,
Gót chân Asin củahệ thống,
Quan trọng: sử dụng như thế nào?
•Bảovệ thông tin?
20
b) PROCESSOR
• Điềukhiển máy tính,
•Thựchiện các phép tính số học, lô gic và

điềukhiển,
•Cótốc độ rấtlớn(vàichụctriệu phép tính /
giây),
• Thông thường có thời gian rãnh (thời gian
“chết”) lớn hiệusuấtsử dụng thấp,
•V/đ: tăng hiệusuấtsử dụng (giảmthời
gian chết).
21
C) THIẾT BỊ NGOẠI VI
•Số lượng: Nhiều,
•Chấtlượng: Đadạng,
•Tốc độ: Cựcchậm (so với Processor),
•V/đ: Phải đảmbảo:
–Hệ thống
thích nghi
vớisố lượng và tính đa
dạng,
–Tốc độ thiếtbị ngoại vi không ảnh hưởng
đáng kểđến
năng suất
hệ thống.
22
D) Tài nguyên chương trình
•Cầnphảicócácchương trình cầnthiết,
•Mộtchương trình đượckíchhoạt: phụcvụ
cho nhiềungười dùng ( cấu trúc Reenter),
• Khai thác On-Line, RPC,
•Cáchtổ chứcchương trình: cấutrúcvà
đảmbảochocấutrúchoạt động,
23

Nhiệmvụ củahệ thống đốivới tài
nguyên
• 2 nhiệmvụ chung(không phụ thuộcvàoloạitài
nguyên):
–Phânphối tài nguyên: Cho ai? Khi nào? Bao nhiêu
(vớiloạichiasẻđược)?
–Quảnlýtrạng thái tài nguyên: Còn tự do hay không
hoặcsố lượng còn tự do?
•Tồntạinhiềugiảithuật  Loạihệ thống:
–Xử lý theo lô,
–Phânchiathờigian,
–Thờigianthực.
24
3 - ĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNH
• Có nhiều góc độ quan sát và đánh giá,
•Cácđốitượng khác nhau có yêu cầu, đòi
hỏikhácnhau đốivớiOS,
• Xét 4 góc độ:
–Củangườisử dụng,
–Của nhà quảnlý,
–Của nhà kỹ thuật,
–Củangườilậptrìnhhệ thống.
25
ĐỊNH NGHĨA HỆ ĐIỀU HÀNH
•Người dùng: Thuậntiện,
• Nhà quảnlý: Quảnlýchặtchẽ, khai thác
tối ưu,
•Nhàkỹ thuật:
31
4 – TÍNH CHẤT CHUNG CỦA OS

• A) Tin cậyvàchuẩnxác,
•B) Bảovệ,
•C) Kế thừa và thích nghi,
•D) Hiệuquả,
•E) Thuậntiện.
32
Tin cậyvàchuẩnxác
•Mọi công việc trong hệ thống đềuphảicókiểm
tra:
–Kiểm tra môi trường điềukiệnthựchiện,
–Kiểmtrakếtquả thựchiện,
•Nhiềuchứcnăng KT: chuyểngiaochophần
cứng.
•Vídụ: Lệnh
COPY A:F1.TXT B:
• Sau khi KT cú pháp, bắt đầuthựchiệnlệnh. Lần
lượthệ thống sẽ KT gì và có thể có thông báo
nào?
33
• Kt CARD I/O,
•Tồntại ổđĩa?
•Thiếtbịđiệntửổđĩa?
• Động cơổđĩa?
•Khả năng truy nhậpcủa ổđĩa?
•Khả năng truy nhập đĩa?
•Tồntạifile F1.TXT?
•Khả năng truy nhập file?
• . . . . . . . .
• So sánh:
SCANDISK NDD

DEFRAG SPEEDISK
34
BẢO VỆ
•Hạnchế truy nhập không hợpthức,
•Hạnchếảnh hưởng sai sót vô tình hay cố ý,
•Bảovệ:
–Nhiềumức,
–Nhiều công cụ,
–Nhiềuthời điểmvàgiaiđoạn khác nhau.
• Chú ý: bảovệ và chống bảovệ: cùng mức

không thểđảmbảo an toàn tuyệt đối!
35
Kế thừa và thích nghi
36
5 - NGUYÊN LÝ TỔ CHỨC VÀ
HOẠT ĐỘNG
• Nguyên lý mô đun,
• Nguyên lý phủ chứcnăng,
• Nguyên lý Macroprocessor,
• Nguyên lý bảng tham sốđiềukhiển,
• Nguyên lý giá trị chuẩn,
• Nguyên lý 2 loại tham số.
37
NGUYÊN LÝ MÔ ĐUN
•Mỗicôngviệc ⇔ mô đun CT độclập,
•Cácmôđun – liên kếtvới nhau thông qua
Input/Output:
•Cácmôđun được nhóm theo chứcnăng
 thành phầnhệ thống.

38
NGUYÊN LÝ PHỦ CHỨC NĂNG
•Mỗi công việc trong hệ thống thông thường có thể thực
hiệnbằng nhiềucáchvới nhiều công cụ khác nhau,
• Lý do:
•Mỗimôđun có hiệu ứng phụ chứcnăng,
•Người dùng có quyền khai thác mọihiệu ứng phụ không
phụ thuộcvàoviệccôngbố,
•Lập trình:Phải đảmbảocáctínhchấtcủaOS vớimọi
hiệu ứng phụ,
• Vai trò:
– Đảmbảothu
ậntiện cho người dùng,
– Đảmbảo an toàn chứcnăng củahệ thống,
• Ví dụ: In một file.
39
NGUYÊN LÝ MACROPROCESSOR
• Trong OS không có sẵnCT giảiquyếtv/đ,
•Khicầnthiết: Hệ thống tạoraCT vàthựchiệnCT tạora:
• Nguyên lý này áp dụng vớicả bảnthântoàn bộ OS:
Trên đía chỉ có các thành phần. Khi cần các thành phần
đượclắp ráp thành HỆ ĐIỀU HÀNH (Nạphệ thống).
•Lưuý: Các nguyên lý Phủ chứcnăng và
Macroprocessor trái vớilýthuyếtlậptrìnhcócấutrúc.
40
NGUYÊN LÝ BẢNG THAM SỐ ĐIỀU KHIỂN
Mỗi đốitượng trong OS ⇔ Bảng tham số (Control
Table, Control Block),
Hệ thống không bao giờ tham chiếutới đốitượng
vậtlýmàchỉ tham chiếutớibảng tham sốđiều

khiểntương ứng.
Vớicácđĩatừ, CD – bảng tham số ghi ở phần
đầu–Vùnghệ thống (System Area),
Với các files – Header.
41
Cấu trúc file định kiểu
42
Mộtsố loạibảng tham số :
• Cho WINDOWS: Win.ini,
• Cho MS DOS: Config.sys,
• Cho WINWORD: Winword.ini,
•Bảng tham số cấuhìnhhệ thống: phụcvụ
cho mọihệđiều hành: lưutrữ trong
CMOS,