Chapter02 operating system structures

33 429 0
Chapter02 operating system structures

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Chương Cấu trúc Hệ Điều Hành ThS: Hà Lê Hồi Trung 07/10/16 Khoa KTMT Ơn tập chương • Nêu cấu trúc hệ thống máy tính? • HĐH có chức nào? • Theo góc độ hệ thống xử lý, HĐH phân thành loại? Kể tên? • Những u cầu hệ điều hành hệ thống chia sẻ thời gian? 07/10/16 Khoa KTMT Mục tiêu • Biết thành phần hệ điều hành • Hiểu dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp • Phân biệt system call & library • Hiểu cấu trúc hệ thống máy tính 07/10/16 Khoa KTMT Nội Dung  Các thành phần hệ điều hành  Các dòch vụ hệ điều hành cung cấp  Lời gọi hệ thống (System call)  Các chương trình hệ thống (system programs)  Cấu trúc hệ thống  Máy ảo (virtual machine) 07/10/16 Khoa KTMT Các thành phần Hệ Điều Hành • Quản lý q trình • Quản lý nhớ • Quản lý file • Quản lý hệ thống I/O • Quản lý hệ thống lưu trữ thứ cấp • Hệ thống bảo vệ • Hệ thống thơng dịch lệnh 07/10/16 Khoa KTMT 2.1 Các thành phần hệ điều hành •2.1.1 Quản lý trình (process management) - Quá trình (hay tiến trình – process) gì? - Quá trình khác chương trình điểm gì? - Một trình cần tài nguyên hệ thống CPU, nhớ, file, thiết bò I/O,… để hoàn thành công việc - Các nhiệm vụ thành phần  Tạo hủy trình  Tạm dừng/thực thi tiếp (suspend/resume) trình  Cung cấp chế – đồng hoạt động trình (synchronization) – giao tiếp trình (interprocess communication) – khống chế tắc nghẽn (deadlock) 07/10/16 Khoa KTMT 2.1 Các thành phần hệ điều hành •2.1.2 Quản lý nhớ – Bộ nhớ trung tâm thao tác, xử lý – Để nâng caó hiệu suất sử dụng CPU, hệ điều hành cần quản lý nhớ thích hợp – Các nhiệm vụ thành phần  Theo dõi, quản lý vùng nhớ trống cấp phát  Quyết đònh nạp chương trình có vùng nhớ trống  Cấp phát thu hồi vùng nhớ cần thiết 07/10/16 Khoa KTMT 2.1 Các thành phần hệ điều hành 07/10/16 Khoa KTMT 2.1 Các thành phần hệ điều hành •2.1.3 Quản lý file (file management) – Hệ thống file (file system)  File  Thư mục – Các dòch vụ mà thành phần cung cấp  Tạo xoá file/thư mục  Các thao tác xử lý file/thư mục (mkdir, rename, copy, move, new,…)  “Ánh xạ” file/thư mục vào thiết bò lưu trữ thứ cấp tương ứng  Sao lưu phục hồi liệu 07/10/16 Khoa KTMT 2.1 Các thành phần hệ điều hành •2.1.4 Quản lý hệ thống I/O (I/O system management) – Che dấu khác biệt thiết bò I/O trước người dùng – Có chức  Cơ chế: buffering, caching, spooling  Cung cấp giao diện chung đến trình điều khiển thiết bò (device-driver interface)  Bộ điều khiển thiết bò (device driver) phần cứng 07/10/16 Khoa KTMT 10 Ví dụ system call 07/10/16 Khoa KTMT 19 Các loại system call • Q trình • Quản lý File • Quản lý thiết bị I/O • Cung cấp chế giao tiếp • Thơng tin 07/10/16 Khoa KTMT 20 System call & library 07/10/16 Khoa KTMT 21 System call & library 07/10/16 Khoa KTMT 22 2.4 Các chương trình hệ thống  Chương trình hệ thống (system program, phân biệt với application program) gồm – Quản lý hệ thống file: create, delete, rename, list – Thông tin trạng thái: date, time, dung lượng nhớ trống – Soạn thảo file: file editor – Hỗ trợ ngôn ngữ lập trình: compiler, assembler, interpreter – Nạp, thực thi, giúp tìm lỗi chương trình: loader, debugger – Giao tiếp: email, talk, web browser – …  Người dùng chủ yếu làm việc thông qua system program (không làm việc “trực tiếp” với system call) System call & library??? 07/10/16 Khoa KTMT 23 Ví dụ system call 07/10/16 Khoa KTMT 24 Cấu trúc hệ thống • Cấu trúc đơn giản - MS-DOS • Cấu trúc phức tạp – UNIX • Cấu trúc phân tầng • Cấu trúc vi nhân 07/10/16 Khoa KTMT 25 2.5 Cấu trúc hệ thống  Cấu trúc đơn giản (monolithic) – MS-DOS: thiết kế, giới hạn dung lượng nhớ nên không phân chia thành module (modularization) chưa phân chia rõ chức phần hệ thống Cấu trúc phân tầng MS-DOS 07/10/16 Khoa KTMT 26 2.5 Cấu trúc hệ thống  Cấu trúc đơn giản (monolithic) UNIX: gồm hai phần tách rời  Nhân (cung cấp file system, CPU scheduling, memory management, số chức khác) system program 07/10/16 Khoa KTMT 27 2.5 Cấu trúc hệ thống  Cấu trúc phân tầng: HĐH chi thành nhiều lớp (layer)       Lớp cùng: hardware Lớp giao tiếp với user Lớp phụ thuộc lớp Một lớp gọi hàm lớp hàm gọi lớp Mỗi lớp tương đương đối tượng trừu tượng: cấu trúc liệu + thao tác Phân lớp có lợi ích gì? Gỡ rối (debugger, kiểm tra hệ thống, thay đổi chức năng) 07/10/16 Khoa KTMT 28 2.5 Cấu trúc hệ thống  Cấu trúc phân tầng:  Lần áp dụng cho HĐH THE (Technische Hogeschool Eindhoven) Lớp Lớp Tạo buffer cho thiết bò I/O Lớp Device driver thao tác hình Lớp Quản lý nhớ Lớp Lập lòch CPU Lớp 07/10/16 user programm Phần cứng Khoa KTMT 29 2.5 Cấu trúc hệ thống  Vi nhân: phân chia module theo microkernel (CMU Mach OS, 1980)  Chuyển số chức OS từ kernel space sang user space  Thu gọn kernel => microkernel, microkernel bao gồm chức tối thiểu quản lý trình, nhớ chế giao tiếp trình  Giao tiếp module qua chế truyền thông điệp 07/10/16 Khoa KTMT 30 2.5 Cấu trúc hệ thống  Vi nhân: - Lợi ích: dễ mở rộng HĐH Một số HĐH đại sử dụng vi nhân: + Tru64 UNIX (Digital UNIX trước đây): nhân Mach + Apple MacOS Server : nhân Mach + QNX – vi nhân cung cấp: truyền thông điệp, đònh thời CPU, giao tiếp mạng cấp thấp ngắt phần cứng + Windows NT: chạy ứng dụng khác win32, OS/2, POSIX (Portable OS for uniX) 07/10/16 Khoa KTMT 31 2.6 Máy ảo  Hiện thực ý niệm VM – Làm để thực thi chương trình MS-DOS hệ thống Sun với hệ điều hành Solaris ? Tạo máy ảo Intel bên hệ điều hành Solaris hệ thống Sun Các lệnh Intel (x86) máy ảo Intel chuyển thành lệnh tương ứng hệ thống Sun 07/10/16 Khoa KTMT Intel x86 Application Intel x86 VM VM interpretation Solaris kernel Sun hardware 32 2.6 Máy ảo • Từ OS layer đến máy ảo (virtual machine) processes processes processes processes programming interface kernel kernel VM1 hardware Non-virtual machine system model 07/10/16 kernel kernel VM2 VM3 Virtual-machine implementation hardware Virtual machine system model Khoa KTMT 33

Ngày đăng: 10/07/2016, 09:51

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan