TRƯỜNG CĐN CƠ GIỚI & THUỶ LỢI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
ThS. Nguyễn Khắc Trung
BÀI GIẢNG TÓM TẮT
HỆ ĐIỀU HÀNH
Dành cho sinh viên ngành Công Nghệ Thông Tin
(Chỉ Lưu hành nội bộ)
ĐỒNG NAI, 2013
Khoa Công Nghệ Thông Tin
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình “ Hệ điều hành” được biên soạn theo chương trình đào Nghề của Trường CĐN
Cơ Giới & TL. Mục đích biên soạn giáo trình nhằm cung cấp cho sinh viên ngành Công
Nghệ Thông Tin những kiến thức về hệ điều hành.
Tuy có rất nhiều cố gắng trong công tác biên soạn nhưng chắc chắn rằng giáo trình
này còn nhiều thiếu sót. Chúng tôi xin trân trọng tiếp thu tất cả những ý kiến đóng góp
của các bạn sinh viên, cũng như của các đồng nghiệp trong lĩnh vực này để hoàn thiện
giáo trình, phục vụ tốt hơn cho việc dạy và học tin học đang ngày càng phát triển ở nước
ta.
Khoa Công Nghệ Thông Tin
Trang 2
Khoa Công Nghệ Thông Tin
Hệ Điều Hành
MỤC LỤC
CHƯƠNG I – TỔNG QUAN HỆ ĐIỀU HÀNH.......................................................... 6
I. 1 Khái niệm hệ điều hành ........................................................................................ 6
I.2 Phân loại hệ điều hành ............................................................................................ 7
I.2.1 Hệ điều hành xử lý theo lô đơn giản .................................................................... 7
I.2.2 Hệ điều hành xử lý theo lô đa chương.................................................................. 7
I.2.3 Hệ điều hành đa nhiệm ......................................................................................... 8
I.2.4 Hệ điều hành tương tác......................................................................................... 8
I.2.5 Hệ điều hành giao diện bàn giấy (Desktop) ......................................................... 8
I.2.6 Hệ thống song song ............................................................................................. 8
I.2.7 Hệ thống phân tán................................................................................................. 9
I.2.8 Hệ thống cầm tay................................................................................................ 10
I.3.Lịch sử phát triển hệ điều hành ............................................................................ 11
CHƯƠNG II – CẤU TRÚC HỆ ĐIỀU HÀNH.......................................................... 12
II.1 Các thành phần cơ bản của hệ thống máy tính ................................................... 12
II.1.1 Quản lý tiến trình ............................................................................................. 12
II.1.2 Quản lý bộ nhớ chính ........................................................................................ 12
II.1.3 Quản lý tập tin ................................................................................................... 13
II.1.4 Quản lý hệ thống nhập xuất .............................................................................. 13
II.1.5 Quản lý hệ thống lưu trữ phụ ............................................................................ 13
II.1.6 Hệ thống bảo vệ ................................................................................................ 13
II.1.7 Hệ thống dòng lệnh ........................................................................................... 13
II.2 Các dịch vụ hệ điều hành .................................................................................... 13
II.3 Lời gọi hệ thống .................................................................................................. 14
II.4 Chương trình hệ thống ........................................................................................ 14
II.5 Cấu trúc hệ thống ................................................................................................. 14
II.5.1 Cấu trúc đơn giản .............................................................................................. 14
II.5.2 Cấu trúc theo lớp ............................................................................................... 16
II.6 Máy ảo ................................................................................................................. 17
II.7 Qúa trình nạp hệ điều hành ................................................................................. 18
CHƯƠNG III – GIỚI THIỆU MỘT SỐ HỆ ĐIỀU HÀNH ..................................... 19
III.1 Hệ điều hành MS-DOS ....................................................................................... 19
III.1.1 Giới thiệu ......................................................................................................... 19
III.1.2 Cấu trúc hệ điều hành MS-DOS ...................................................................... 19
III.1.3 Lịch sử phát triển ............................................................................................ 20
III.1.4 Cài đặt hệ điều hành......................................................................................... 20
III.1.5 Tập lệnh ........................................................................................................... 20
Trang 3
Khoa Công Nghệ Thông Tin
Hệ Điều Hành
III.2 Hệ điều hành Windows....................................................................................... 22
III.2.1 Giới thiệu ......................................................................................................... 22
III.2.2 Lịch sử phát triển ............................................................................................. 22
III.2.3 Các tiện ích của Windows ............................................................................... 22
III.3 Hệ điều hành Linux............................................................................................. 23
III.3.1 Đặc điểm .......................................................................................................... 23
III.3.2 Lịch sử phát triển ............................................................................................. 23
III.3.3 Cài đặt hệ điều hành......................................................................................... 24
III.3.4 Tập lệnh ........................................................................................................... 24
CHƯƠNG IV – HỆ THỐNG QUẢN LÝ TẬP TIN .. Error! Bookmark not defined.27
IV.1 Khái niệm tập tin – thư mục ............................................................................... 27
IV.2 Mô hình quản lý và tổ chức tập tin..................................................................... 28
IV.3 Các chức năng hệ thống tập tin .......................................................................... 28
IV.4 Cài đặt hệ thống tập tin....................................................................................... 28
IV.5 Hệ thống tập tin MS-DOS .................................................................................. 30
IV.5 Hệ thống tập tin Unix ........................................................................................ 40
CHƯƠNG V – HỆ THỐNG QUẢN LÝ NHẬP XUẤT Error! Bookmark not defined.
V.1 Các khái niệm ...................................................................................................... 44
V.1.1 Thiết bị nhập xuất ............................................................................................. 44
V.1.2 Thiết bị logic ..................................................................................................... 44
V.1.3 Hệ thống quản lý nhập/ xuất ............................................................................. 44
V.2 Mô hình tổ chức và quản lý việc nhập xuất ......................................................... 45
V.2.1 Mô hình ............................................................................................................. 45
V.2.1.1 các thiết bị nhập xuất ..................................................................................... 45
V.2.1.2 Điều khiển thiết bị.......................................................................................... 45
V.2.1.3 DMA .............................................................................................................. 45
V.2.1 Thiết bị logic ..................................................................................................... 45
V.2.1.1 Kiểm soát ngắt ............................................................................................... 46
V.2.1.2 Device Drivers ............................................................................................... 46
V.2.1.3 Phần mềm nhập xuất độc lập thiết bị ............................................................. 46
V.2.1.4 Phần mềm nhập xuất phạm vi người sử dụng................................................ 46
V.2.2 Các chức năng .................................................................................................. 46
V.2.2.1 Điều khiển thiết bị nhập xuất ......................................................................... 46
V.2.2.2 DMA .............................................................................................................. 47
V.2.2.3 Thiết bị Logic................................................................................................. 47
CHƯƠNG VI – HỆ THỐNG QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH ......................................... 50
VI.1 Khái niệm tiến trình............................................................................................ 50
VI.2 Các trạng thái của tiến trình................................................................................ 50
Trang 4
Khoa Công Nghệ Thông Tin
Hệ Điều Hành
VI.3 Cài đặt tiến trình ................................................................................................. 51
VI.4 Tiểu trình ............................................................................................................ 51
VI.5 Lập lịch tiến trình ............................................................................................... 51
VI.5.1 Chiến lược lập lịch tiến trình FIFO ................................................................. 51
VI.5.2 Chiến lược Round Robin ................................................................................. 52
VI.5.3 Chiến lược gán độ ưu tiên................................................................................ 53
VI.6.1 Các phương pháp thực hiện loại trừ nhau vào vùng găng............................... 56
VI.6.1.1 Dùng biến khóa............................................................................................. 56
VI.6.1.2 Luân phiên ngặt ............................................................................................ 56
VI.6.1.3 Giải pháp Peterson........................................................................................ 57
VI.6.1.4 Giải pháp gọi lời gọi hệ thống SLEEP vào WAKEUP ................................ 57
VI.6.1.5 Semaphore .................................................................................................... 58
VI.6.2 Áp dụng Semaphore để giải quyết bài toán cổ điển ....................................... 59
VI.6.2.1 Bài toán” Bữa ăn tối của các nhà hiền triết” ................................................ 60
VI.6.2.2 Bài toán” Độc giả và nhà văn” ..................................................................... 62
CHƯƠNG VII – HỆ THỐNG QUẢN LÝ BỘ NHỚ Error! Bookmark not defined.65
VII.1 Giới thiệu........................................................................................................... 65
VII.2 Quản lý bộ nhớ không phân trang, không Swapping........................................ 66
VII.3 Quản lý bộ nhớ với những phân đọan cố định .................................................. 70
VII.4 Quản lý bộ nhớ với những phân đọan động ...................................................... 70
VII.5 Các thuật toán thay thế trang............................................................................. 70
VII.5.1 Thuật toán FIFO ............................................................................................. 71
VII.5.2 Thuật toán tối ưu ............................................................................................ 71
VII.5.3 Thuật toán lâu nhất chưa sử dụng (LRU)....................................................... 71
VII.5.4 Thuật toán Not Recently Used (NRU) .......................................................... 71
Trang 5