1 Câu 1: Chức năng, nhiệm vụ của hệ điều hành. Phân loại hệ điều hành Định nghĩa - Hệ Điều Hành là hệ chương trình hoạt động giữa người sử dụng và phần cứng thiết bị của máy tính. - Hệ Điều Hành giúp thi hành các chương trình, làm cho máy tính dễ sử dụng và hiệu quả hơn. 2 I. Khái niệm về HĐH Các thành phần của một hệ thống máy tính - Phần cứng: CPU, bộ nhớ, các thiết bị nhập xuất, … cung cấp các tài nguyên tính toán cơ bản cho hệ thống. - Hệ Điều Hành: điều khiển và phối hợp việc sử dụng phần cứng cho những ứng dụng khác nhau của nhiều người sử dụng khác nhau. - Các chương trình ứng dụng: chương trình dịch, hệ thống cơ sở dữ liệu, các trò chơi, và các ứng dụng thương mại. Xác định tài nguyên nào được sử dụng cho các vấn đề tính toán của người sử dụng. - Người sử dụng: 3 Các chương trình ứng dụng Hệ Điều Hành Phần cứng Người sử dụng 1 Chương trình dịch Người sử dụng 2 Hợp ngữ Người sử dụng 3 Soạn thảo văn bản Người sử dụng n Cơ sở dữ liệu 4 Lịch sử phát triển Hệ Điều Hành - Thế hệ 1 (1945 – 1955): Máy tính lớn, chưa có Hệ Điều Hành. - Thế hệ 2 (1955 – 1965): Hệ thống xử lý theo lô, thực hiện các công việc tuần tự theo một chương trình định trước. Chương trình này là tiền thân của Hệ Điều Hành. - Thế hệ 3 (1965 – 1980): Hệ Điều Hành đa chương và Hệ Điều Hành chia sẻ thời gian. - Thế hệ 4 (1980 - 2004): Hệ Điều Hành mạng và Hệ Điều Hành phân tán. 5 II. Phân loại Hệ Điều Hành • Hệ thống xử lý theo lô (batch) • Hệ thống xử lý đa chương (multiprogram) • Hệ thống xử lý đa nhiệm (multitasking) • Hệ thống đa xử lý (hệ thống xử lý song song) • Hệ thống xử lý phân tán • Hệ thống xử lý thời gian thực ‘ • Hệ thống nhúng 6 Hệ thống xử lý theo lô (batch) • Tại một thời điểm có một công việc trong bộ nhớ. Khi thực hiện xong một công việc, công việc khác sẽ được tự động nạp vào và cho thực thi. Có một chương trình, gọi là bộ giám sát, giám sát việc thực hiện dãy các công việc một cách tự động, chương trình này luôn luôn thường trú trong bộ nhớ chính và chính là Hệ Điều Hành thô sơ nhất. VD: DOS 7 Hệ thống xử lý đa chương (multiprogram) • Tại một thời điểm có nhiều công việc trong bộ nhớ và khi một công việc đang thực hiện, nếu có yêu cầu nhập/xuất thì CPU không nghỉ mà hệ thống sẽ thực hiện tiếp công việc khác. Hệ phải xử lý các vấn đề lập lịch cho công việc, lập lịch cho bộ nhớ và cho CPU. 8 Hệ thống xử lý đa nhiệm (multitasking) • Là mở rộng của hệ đa chương. Mỗi công việc được thực hiện luân phiên qua cơ chế chuyển đổi CPU, thời gian mỗi lần chuyển đổi diễn ra rất nhanh nên có cảm giác là các công việc đang được thi hành cùng lúc. 9 Hệ thống đa xử lý (hệ thống xử lý song song) Có nhiều bộ xử lý cùng chia sẻ hệ thống đường truyền dữ liệu cao tốc, đồng hồ, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi. - Ưu điểm: + Sự hỏng hóc của một bộ xử lý sẽ không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. + Hệ thống sẽ thực hiện rất nhanh do thực hiện các công việc đồng thời trên các bộ xử lý khác nhau. - Có hai loại hệ thống đa xử lý: + Hệ thống đa xử lý đối xứng: mỗi bộ xử lý chạy với một bản sao của Hệ Điều Hành và các bộ xử lý là ngang cấp. + Hệ thống đa xử lý bất đối xứng: có một bộ xử lý chính kiểm soát, lập lịch cho các bộ xử lý khác. Vấn đề của đa xử lý là gì? 10 Hệ thống xử lý phân tán Tương tự như hệ thống đa xử lý nhưng mỗi bộ xử lý có bộ nhớ cục bộ riêng. Các bộ xử lý liên lạc với nhau thông qua các đường truyền dữ liệu. Mạng LAN, WAN là hệ xử lý phân tán. - Ưu điểm: + Chia sẻ tài nguyên: máy in, tập tin … + Tăng tốc độ tính toán: phân chia công việc để tính toán trên nhiều vị trí khác nhau. + An toàn: Nếu một vị trí bị hỏng, các vị trí khác vẫn tiếp tục làm việc. + Truyền thông tin dễ dàng: download/upload file, gởi/nhận mail, … [...].. .Hệ thống xử lý thời gian thực - Hệ thống phải cho kết quả chính xác trong khoảng thời gian nhanh nhất - Có hai loại: + Hệ thống thời gian thực cứng: công việc được hoàn tất đúng lúc + Hệ thống thời gian thực mềm: mỗi công việc có một độ ưu tiên riêng và sẽ được thi hành theo độ ưu tiên 11 III Các chức năng của Hệ Điều Hành • • • • • • • • Quản lý tiến trình Quản... nó, hệ điều hành thu hồi CPU và cấp cho tiến trình kế tiếp trong danh sách • Nếu tiến trình bị khóa hay kết thúc trước khi sử dụng hết thời gian quantum, hệ điều hành cũng lập tức cấp phát CPU cho tiến trình khác • Khi tiến trình sử dụng hết thời gian CPU dành cho nó mà chưa hoàn tất, tiến trình được đưa trở lại vào cuối danh sách sẵn sàng để đợi được cấp CPU trong lượt kế tiếp 31 * Câu 7:Tổ chức điều. .. trình người dùng gọi đến một lời gọi hệ thống, tiến trình của Hệ Điều Hành xử lý lời gọi này sẽ hoạt động trong chế độ đặc quyền, sau khi hoàn tất thì trả quyền điều khiển về cho tiến trình người dùng trong chế độ không đặc quyền 20 * Câu 4: Quản lý tiến trình: Cấu trúc dữ liệu khối quản lý tiến trình và Thao tác trên tiến trình Điều Hành quản lý các tiến trình trong hệ thống thông qua khối quản lý tiến... nguyên lý điều phối • Hệ Điều Hành có thể thực hiện điều phối theo nguyên lý – độc quyền (ưu tiên trước nonpreemptive) hoặc – không độc quyền (không ưu tiên trước – preemptive) 26 Điều phối độc quyền • Điều phối nonpreemptive:Nguyên lý điều phối độc quyền cho phép một tiến trình khi nhận được CPU sẽ có quyền độc chiếm CPU đến khi hoàn tất xử lý hoặc tự nguyện giải phóng CPU • Khi đó quyết định điều phối... cơ chế do Hệ Điều Hành cung cấp Các tiểu trình liên lạc với nhau dễ dàng thông qua các biến toàn cục của tiến trình 14 Multitasking Process #1 Bộ nhớ cục bộ Process #2 Bộ nhớ cục bộ Process #3 Bộ nhớ cục bộ Hệ điều hành Bộ nhớ chia sẻ 15 Multithreading Paradigm Process #1 Hệ điều hành Process #2 Bộ nhớ cục bộ Biến cục bộ Thread #2 Process #3 Thread #1 Biến cục bộ Thread #3 Biến cục bộ 16 Câu 3: Quản... tiến trình • Hệ Điều Hành cung cấp các thao tác chủ yếu sau đây trên một tiến trình: + Tạo lập tiến trình (process creation) + Kết thúc tiến trình (process termination) + Tạm dừng tiến trình (process suspension) + Tái kích hoạt tiến trình (resume) + Thay đổi độ ưu tiên tiến trình 23 * Câu 5: Điều phối tiến trình: 5 Mục tiêu điều phối Điều phối không độc quyền và điều phối độc quyền • Bộ điều phối (scheduler)... của CPU được phân chia thành các lệnh đặc quyền (lệnh có nguy cơ ảnh hưởng đến hệ thống) và lệnh không đặc quyền Phần cứng chỉ cho phép các lệnh đặc quyền được thực hiện trong chế độ đặc quyền Thông thường chỉ có Hệ Điều Hành hoạt động trong chế độ đặc quyền, các tiến trình của người dùng hoạt động trong chế độ không đặc quyền, không thực hiện được các lệnh đặc quyền có nguy cơ ảnh hưởng đến hệ thống... Quản lý tiến trình Quản lý bộ nhớ chính Quản lý bộ nhớ phụ Quản lý hệ thống nhập xuất Quản lý hệ thống tập tin Bảo vệ hệ thống Hệ thống dòng lệnh và giao diện người dùng Quản lý mạng (hệ điều hành mạng) 12 * Câu 2: Tiến trình (process) và tiểu trình (thread): Nguyên lý chung, thông tin lưu trữ và phân loại tiểu trình • Tiến trình (process) - Tiến trình là một chương trình đang xử lý, sở hữu một ngữ cảnh:... CPU trong lượt kế tiếp 31 * Câu 7:Tổ chức điều phối tiến trình: Điều phối có ưu tiên, công việc ngắn nhất (Shortest-job-first SJF) và điều phối với nhiều mức độ ưu tiên Điều phối với độ ưu tiên •Mỗi tiến trình được gán cho một độ ưu tiên tương ứng, tiến trình có độ ưu tiên cao nhất sẽ được chọn để cấp phát CPU đầu tiên •Độ ưu tiên có thể được định nghĩa nội tại hay nhờ vào các yếu tố bên ngoài – Độ ưu... thúc • Các thuật toán điều phối theo nguyên tắc không độc quyền ngăn cản được tình trạng một tiến trình độc chiếm CPU, nhưng việc tạm dừng một tiến trình có thể dẫn đến các mâu thuẫn trong truy xuất, đòi hỏi phải sử dụng một phương pháp đồng bộ hóa thích hợp để giải quyết 28 *Câu 6: Tổ chức điều phối tiến trình: Chiến lược FIFO, xoay vòng (Round Robin), • Giải thuật First-Come First-Served (FCFS – đến . của Hệ Điều Hành. - Thế hệ 3 (1965 – 1980): Hệ Điều Hành đa chương và Hệ Điều Hành chia sẻ thời gian. - Thế hệ 4 (1980 - 200 4): Hệ Điều Hành mạng và Hệ Điều Hành phân tán. 5 II. Phân loại Hệ Điều. 1 Câu 1: Chức năng, nhiệm vụ của hệ điều hành. Phân loại hệ điều hành Định nghĩa - Hệ Điều Hành là hệ chương trình hoạt động giữa người sử dụng và phần cứng thiết bị của máy tính. - Hệ Điều. dụng Hệ Điều Hành Phần cứng Người sử dụng 1 Chương trình dịch Người sử dụng 2 Hợp ngữ Người sử dụng 3 Soạn thảo văn bản Người sử dụng n Cơ sở dữ liệu 4 Lịch sử phát triển Hệ Điều Hành -