Bài giảng nguyên lý hệ điều hành - Nguyễn Vũ Quốc Hưng

Chia sẻ: Hosi Thai | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

711
lượt xem 163
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Những mục tiêu chính: Cung cấp cho sinh viên: Khái niệm cơ bản và nguyên lý của các Hệ điều hành. Các phương pháp giải quyết các vấn đề nảy sinh. Xem xét một số Hệ điều hành nổi tiếng: Linux, Windows,…

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng nguyên lý hệ điều hành - Nguyễn Vũ Quốc Hưng

NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Giảng viên: Nguyễn Vũ Quốc Hưng Khoa Công nghệ Thông tin – ĐHSP Hà nội Email: hungnvq@hnue.edu.vn 34 slide 1
Những mục tiêu chính:  Cung cấp cho sinh viên:  Khái niệm cơ bản và nguyên lý của các Hệ điều hành  Các phương pháp giải quyết các vấn đề nảy sinh  Xem xét một số Hệ điều hành nổi tiếng: Linux, Windows,… 34 slide 2
Các kiến thức cần thiết  Kiến trúc máy tính và Cấu trúc máy tính  Cấu trúc dữ liệu và Giải thuật  Ngôn ngữ lập trình: Pascal, C,… … 34 slide 3
Tài liệu tham khảo  A. Silberschatz, G. Gagne, and P.B. Galvin, “Operating System Concepts”, Addison Wesley  A.S. Tanenbaum, “Modern Operating Systems”, Prentice Hall, 1992  Bill McCarty, “Learning Redhat Linux 3rd Edition”, O’Reilly, 2003  D.P. Bovet, M. Cesati, “Understanding Linux Kernel”, O’Reilly,2000  J.S. Gray, “Interprocess Communications in Linux: The Nooks and Crannies”, Prentice Hall, 2003  A. Rubini, J. Corbet, “Linux Device Drivers 2nd Edition”, O’Reilly  N.T.N. Hương, “Hệ điều hành”, NXB Bưu điện, 2004  … 34 slide 4
Phân phối, Bài tập và Kiểm tra  Phân phối thời gian  75% dành cho giảng bài  25% dành cho các bài tập lớn ́ ̣  Thi hêt hoc phâǹ ́ ́  Thi vân đap  Điểm đánh giá.  Bài tập lớn: lấy điểm kiểm tra giữa kì  Kiểm tra: theo quy chế 34 slide 5
Nội dung  Chương 1: Dẫn nhập  Chương 2: Quản lý tiến trình  Chương 3: Quản lý bộ nhớ  Chương 4: Quản lý hệ thống file  Chương 5: Bai toan DeadLock ̀ ́  Chương 6: Bai toan miên găng ̀ ́ ̀ 34 slide 6
Chương 1 ̃ ̣ DÂN NHÂP  Khái niệm và Định nghĩa  Lịch sử OS  Tổ chức hệ thống máy tính  Các thành phần của OS  Các dịch vụ của OS  Cấu trúc của OS 34 slide 7
1. Đinh nghia và cac khai niêm ̣ ̃ ́ ́ ̣  Đinh nghia hệ điêu hanh (Operating System) ̣ ̃ ̀ ̀  OS là phần mềm hoạt động ở lớp trung gian giữa người sử dụng máy tính và phần cứng.  Mục tiêu của OS là làm cho người sử dụng: Thực thi dễ dàng các ứng dụng của mình Thao tác điều khiển máy tính trở nên thuận tiện. Khai thác phần c34 slide máy tính một cách 8 ứng
 Hệ thống lam viêc cua máy tính bao gôm 4 thành ̀ ̣ ̉ ̀ phần:  Phần cứng (Hardware) – cung cấp các tài nguyên cơ bản  CPU, memory, I/O devices  Hệ điều hành (OS - Operating system)  Trung gian điều khiển và bố trí việc sử dụng phần cứng cho các ứng dụng và đối tượng sử dụng  Các chương trình ứng dụng (Application programs) – Các phần mềm phục vụ tác nghiệp của người sử dụng.  Word processors, compilers, web browsers, database systems, video games  Đối tượng sử dụng (Users):  Người, thiết bị hoặc máy tính khác 34 slide 9
4 lớp cua hệ thống lam viêc ̉ ̀ ̣ ̉ cua máy tính 34 slide 10
Cac định nghĩa khac ́ ́  OS là tài nguyên:  Quản lý tất cả các tài nguyên khác  Làm trung gian giữa những mâu thuẫn về hiệu năng của tài nguyên và sự sử dụng chúng một cách thuận tiện  OS là chương trình điều khiển  Điều khiển sự thực hiện các chương trình, ngăn ngừa lỗi và sự sử dụng không thích hợp  “Chương trình chạy trong toàn bộ thời gian hoạt động của máy tính” đó chính là kernel. Mọi chương trình khác là chương trình hệ thống hoặc chương trình ứng dụng 34 slide 11
2. Phân loai OS theo nguyên lý ̣ ̀ ̉ điêu khiên  Hệ thống khung lớn (Mainframe Systems)  Hệ thống để bàn (Desktop Systems)  Hệ thống đa bộ xử lý (Multiprocessor Systems)  Hệ thống phân tán (Distributed Systems)  Hệ thống bó (Clustered Systems)  Hệ thống thời gian thực (Real – Time Systems)  Hệ thống cầm tay (Handheld Systems)  Môi trường tính toán (Computing Environments) 34 slide 12
2.1 Mainframe Systems a) Nguyên lý điêu khiên theo lô đơn gian ̀ ̉ ̉  Lô (batch) là tâp hợp công viêc được săp thứ tự ̣ ̣ ́  Chi phí cài đặt thấp bởi điêu khiên đơn gian. ̀ ̉ ̉ Hàng đợi công việc tự động chuyển điều khiển từ công việc này đến công việc khác.  Hạt nhân là bộ giám sát  Khởi động công việc  Điều khiển chuyển đổi công việc  Khi công việc được hoàn thành việc điều khiển chuyển lại cho bộ giám sát 34 slide 13
Sơ đồ bộ nhớ của một hệ thống theo lô đơn giản (Simple Batch System) 34 slide 14
b) Hệ thống lô đa chương (Multiprogramming Systems) Multiprogramming có các khả năng:  Một user đơn lẻ không được sử dụng CPU và thiết bị I/O toàn thời gian.  Khi các công việc được tổ chức đa chương (code and data) thì CPU luôn luôn thực thi một trong nó.  Một tập con của tất cả các công việc được lưu trữ trong bộ nhớ  Một trong những công việc đó được chọn và hoạt động theo job scheduling  Khi một công việc rơi vào trạng thái chờ (ví dụ chờ I/O), OS sẽ chuyển sang công việc khác 34 slide 15
Hệ thống theo lô đa chương (Multiprogrammed Batch Systems) Một vài công việc được lưu trữ trong bộ nhớ chính tại cùng môt thời điểm, CPU phục vụ một trong những công việc đó. 34 slide 16
Những đặc tính cần thiết để Multiprogramming  Hệ thống cung cấp các chương trình điều khiển I/O.  Quản trị bộ nhớ – hệ thống phải có khả năng đinh vị trong bộ nhớ một vài chương trình.  Lập lịch CPU – hệ thống phải lựa chọn một vài công việc sẵn sàng để chạy.  Định vị các thiết bị. 34 slide 17
c) Hệ thống chia sẻ thời gian (Timesharing Systems)  Timesharing (multitasking – đa nhiệm) là khái niệm mở rộng về mặt logic chỉ việc chuyển điều khiển giữa các công việc thường xuyên đến mức các users tương tác được đến mỗi công việc khi nó đang chạy, tạo ra máy tính tương tác.  Thời gian điều chuyển phù hợp < 1 second  Mỗi user có ít nhất một chương trình trong bộ nhớ ớtiến trình (process)  Nếu một vài công việc sẵn sàng chạy tại cùng một thời điểm ể CPU scheduling  Nếu các tiến trình không đặt vừa trong bộ nhớ, swapping sẽ được thực hiện.  Virtual memory cho phép thi hành các tiến trình không đặt trọn vẹn trong bộ nhớ. 34 slide 18
2.2 Desktop Systems  Personal computers – hệ thống máy tính cho phép một người sử dụng.  Thiêt bị I/O tiêu chuân – bàn phím, chuột, màn ́ ̉ hình, máy in.  Người sử dụng dễ dàng và thuân lợi.  Có thể sử dụng công nghệ của các hệ thống lớn đã được cá nhân hóa cho người sử dụng nhưng không cần thiết các tính năng bảo vệ cao cấp.  Có thể chạy với một vài OS (Windows, MacOS, UNIX, Linux) 34 slide 19
2.3 Parallel Systems  Multiprocessor systems có nhiều CPU trong một hệ thống liên lạc khép kín.  Tightly coupled system – các processor chia sẻ bộ nhớ và đồng hồ xung; truyền tin luôn luôn thông qua bộ nhớ được chia sẻ.  Các lợi ích của parallel system:  Gia tăng thông lượng truyền tin  Kinh tế  Gia tăng độ tin cậy 34 slide 20