cò017 hệ điều hành sinhvienzone com

Đại Học Quốc Gia TP HCM
Trường Đại Học Bách Khoa
Khoa Khoa Học và Kỹ Thuật
Máy Tính

Vietnam National University – HCMC
Ho Chi Minh City University of Technology
Faculty of Computer Science and Computer
Engineering

Đề cương môn học

HỆ ĐIỀU HÀNH
(Operating Systems)
Số tín chỉ

3 (2.2.5)

Số tiết

Tổng: 60

Môn ĐA, TT, LV
Tỉ lệ đánh giá
Hình thức đánh giá
Môn tiên quyết

BT: 10%
TN: 10%
KT: %
BTL: 30%

Thi cuối kỳ: Trắc nghiệm + tự luận, 90 phút

MSMH
LT: 30

TH:

CO2017

TN: 30

BTL/TL: X
Thi: 50%

Môn học trước
Môn song hành
CTĐT ngành
Trình độ đào tạo

Năm thứ hai chuyên ngành KHMT, hệ Đại học bằng 1
Năm thứ ba chuyên ngành KTMT, hệ Đại học bằng 1
Đại học

Cấp độ môn học

2

Ghi chú khác

1. Mục tiêu của môn học

Môn học nhằm truyền đạt đến người học những kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực Hệ Điều Hành,
bao gồm:
Quá trình đồng thời, loại trừ tương hỗ và đồng bộ cho các quá trình đồng thời, định thời
bộ xử lý, bộ nhớ thực, bộ nhớ ảo, phân đoạn, phân trang, thay thế trang, hệ thống file,
journaling, Virtual Machine Monitor, an ninh và bảo vệ.
Thực hành và thực nghiệm mô phỏng (ngôn ngữ C, Python)
Aims:
This course aims to provide students with knowledge and skills in the field of operating systems,
including:
Synchronization, concurrency processing between processes; CPU scheduling; Virtual
memory: segmentation, paging, page replacement; File Systems, Journaling, Virtual
Machine Monitor, security and protection.
Practice and simulation experiments (C, Python)

2. Nội dung tóm tắt môn học
Ảo hóa CPU: các cơ chế, các chính sách; Ảo hóa bộ nhớ: phân đoạn, phân trang, thay thế trang;
Concurrency: lock, biến điều kiện, semaphore; Hệ thống file: file và thư mục, ghi nhật ký, Sun’s
1/4


Network File System (NFS), Virtual Machine Monitors.
Course outline:
Virtualization: CPU scheduling; Virtual memory: Paging, Segmentation, Page Replacement;
Concurrency: lock, condition variables, semaphore; Persistence: File and directories, Journaling,
Sun’s Network File System (NFS), Virtual Machine Monitors

3. Tài liệu học tập
[1] Remzi H. Arpaci-Dusseau and Andrea C. Arpaci-Dusseau, Operating Systems: Three Easy
Pieces, 2014
Sách tham khảo:

[2] Silberschatz, Galvin, and Gagne, Operating System Concepts
[3] Tanenbaum, Modern Operating Systems
[4] Stallings, Operating Systems – Internals and Design Principles

4. Hiểu biết, kỹ năng, thái độ cần đạt được sau khi học môn học
Chuẩn đầu ra môn học
Định nghĩa các chức năng của hệ điều hành theo nhu cầu cụ thể.

STT
L.O.1

Áp dụng các cơ chế thích hợp để hiện thực hệ thống đồng thời và mô tả 1.1.2
tiện ích của mỗi cơ chế

L.O.2

L.O.3

So So sánh và làm nổi bật các giải thuật thông dụng để định thời công việc
trong hệ điều hành.

4.5.2

- So sánh và làm nổi bật các giải pháp khác nhau về tổ chức hệ thống tập
tin, đưa ra được các ưu / khuyết điểm của mỗi giải pháp.

4.5.2

L.O.4

L.O.5

CDIO
1.1.2

No.

Giải thích kỹ thuật bộ nhớ ảo và cách hiện thực cả về phần cứng lẫn
111.1.2
phần mềm.

L.O.1

Course learning outcomes
CDIO
Define the functionality that a modern operating system must deliver to 1.1.2
meet a particular need.

L.O.2

Apply mechanisms that are useful to realize concurrent systems and 1.1.2
describe the benefits of each.

L.O.3

Compare and contrast the common algorithms used for both preemptive
and non-preemptive scheduling of tasks in operating systems.

L.O.4
L.O.5

Explain virtual memory and its realization in hardware and software.

4.5.2

111.1.2

Compare and contrast different approaches to file organization,
recognizing the strengths and weaknesses of each.

4.5.2
2/4


5. Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học




Bài tập và thực hành: 20%
Bài tập lớn: 30%
Thi: 50%, 90 phút, trắc nghiệm

6. Dự kiến danh sách Cán bộ tham gia giảng dạy
TS. Lê Thanh Vân

7. Nội dung chi tiết
Tuần /
Chương
1

Nội dung
Giới thiệu Hệ Điều Hành
Ảo hóa CPU: các cơ chế
- Quá trình
- API cho quá trình
- Cơ chế LDE (Limited Direct
Execution)

2

3

4

5

6

7

8

Ảo hóa CPU: các chính sách
- Multi-Level Feedback Queue
Ảo hóa bộ nhớ: các không gian
địa chỉ
- Cơ chế: chuyến đổi địa chỉ
- Phân đoạn
- Quản lý không gian trống

Ảo hóa bộ nhớ
- Phân trang
- Chuyển đổi địa chỉ nhanh hơn:
TLB
Ảo hóa bộ nhớ
- Làm cho bảng phân trang nhỏ
hơn
- Các cơ chế
- Các chính sách
Concurrency
- API cho thread
- Lock
Concurrency
- Cấu trúc dữ liệu đồng thời dựa
trên lock
- Biến điều kiện
Concurrency
- Semaphore
- Deadlock
Persistence
- Thiết bị I/O

Chuẩn đầu ra
chi tiết
Thảo luận và đối
chiếu các ý niệm ảo
hóa và trừu tượng
hóa

Hoạt động

dạy và học
[Cho tất cả các chương]
Sử dụng slide
Giảng lý thuyết
Sinh viên làm bài tập kiểm
tra sự hiểu biết về nội dung
buổi học
Đầu buổi học có thể có
phần kiểm tra phần nội
dung trước dưới hình thức
câu hỏi-trả lời

Đối chiếu giữa các
chính sách định thời
FIFO và MLFQ

So sánh các ưu và
nhược điểm của phân
trang và phân đoạn

Hoạt động
đánh giá
Kiểm tra giữa kỳ

Kiểm tra giữa kỳ

Lab 1

Kiểm tra giữa
kỳ, Bài tập Lab

Thảo luận nguyên lý
locality và vai trò của
nó trong các giải
thuật thay trang

Kiểm tra giữa kỳ

Mô tả cách đánh giá
lock

Kiểm tra cuối kỳ

Giải thích sự cần thiết
của biến điều kiện
trong việc thiết kế
chương trình multithreaded
Định nghĩa
semaphore
Mô tả kỹ thuật trừu
tượng hóa trong thiết

Bài tập lớn 1

Kiểm tra cuối
kỳ, Bài tập lớn 1

Kiểm tra cuối kỳ

Kiểm tra cuối kỳ

3/4


Tuần /
Chương

9

10

11

Nội dung
- Ổ đĩa cứng
- RAID
Persistence
- File và directory
- Hiện thực file
Persistence
- Locality và Fast File System
- FSCK và Journaling
Sun’s Network File System
(NFS)

12

Virtual Machine Monitors

13

An ninh và bảo vệ

14

Ôn tập

Chuẩn đầu ra
chi tiết
kế Linux file system
software stack
Giải thích vì sao file
là trừu tượng hóa của
(ví dụ như) ổ đĩa
Mô tả ý tưởng chinh
của journaling
Giải thích vì sao
NFSv2 sử dụng một
giao thức ‘stateless’?
Trình bày system call
flow trường hợp
không / có ảo hóa
Giải thích các cơ chế
có trong hệ điều hành
để kiểm soát truy cập
tài nguyên

Hoạt động
dạy và học

Hoạt động
đánh giá

Kiểm tra cuối kỳ

Kiểm tra cuối kỳ

Kiểm tra cuối kỳ

Bài tập lớn 2

Kiểm tra cuối
kỳ, Bài tập lớn 2
Kiểm tra cuối kỳ

8. Thông tin liên hệ
Bộ môn/Khoa phụ trách

Hệ Thống và Mạng Máy Tính

Văn phòng
Điện thoại
Giảng viên phụ trách

TS. Lê Thanh Vân

Email
TP Hồ Chí Minh, ngày
TRƯỞNG KHOA

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

tháng

năm 2015

CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG

4/4