Đang tải... (xem toàn văn)
Trong hệ thống kiến thức chuyên ngành trang bị cho học sinh khoa Kỹ thuật máy tính và khoa tin học quản lý, giáo trình nguyên lý hệ điều hành góp phần cung cấp những nội dung kiến thức chung nhất về hệ điều hành máy tính. Nó giúp người học nắm bắt được những nguyên lý cơ bản và nguyên tắc làm việc của một hệt điều hành máy tính tổng quát. Từ đó có thể áp dụng để làm việc tốt với các hệ điều hành cụ thể trên thực tế, hình dung được xu hướng phát triển của các hệ điều hành mới trong tương lai.
Lư SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI eC hệ điều hành DUNG TRONG CAC TRUONG TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP =I NHÀ XUẤT BẢN HÀ NỘI SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI DANG VU TUNG GIAO TRINH NGUYEN LY HE DIEU HANH (Dùng trường THCN) NHÀ XUẤT BẢN HÀ NỘI - 2005 Mã số xuất bản: 373 - 373.7 ————————— HN - 05 118/407 - 05 lời giới thiệu tước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hóa, Ni hóa nhằm đưa Việt Nam trở thành nước cơng nghiệp văn mình, đại Trong nghiệp cách mạng to lớn đó, cơng tác đào tạo nhân lực ln giữ vai trị quan trọng Báo cáo Chính trị Ban Chân hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam Đại hội Đảng toàn quốc lân thứ IX rõ: “Phát triển giáo dục đào tạo động lực quan trọng thúc đẩy nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa, điều kiện để phát triển nguồn lực người - yếu tố để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh bên vững” Quán triệt chủ trương, Nghị Đăng Nhà nước nhận thức đắn tâm quan trọng chương trình, giáo trình việc nâng cao chất lượng đào tạo, theo dé nghị Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội, ngày 23/9/2003, Ủy bạn nhân dân thành phố Hà Nội Quyết định số 3620/QĐ-UB cho phép Sở Giáo đục Đào tạo thực đề dn bién soạn chương trình, giáo trình trường Trung học chuyên nghiệp (THCN) Hà Nội Quyết định thể quan tâm sâu sắc Thành ủy, UBND thành phố việc nâng cao chất lượng đào tạo phát triển nguôn nhân tực Thủ Trên sở chương trình khung Bộ Giáo dục Đào tạo ban hành kinh nghiệm rút từ thực tế đào tạo, Sở Giáo dục Đào tạo dạo trường THCN biên soạn chương trình, giáo trình cách khoa tổ chức học, hệ thống cập nhật kiến thức thực tiễn pha hop với đối tượng học sinh THCN Hà Nội Bộ giáo trình tài liệu giảng dạy học tập trường THCN Hà Nội, đồng thời tài liệu tham khảo hiểu ích cho trường có đào tạo ngành kỹ thuật - nghiệp vụ đông đảo bạn đọc quan tâm đến vấn dé hướng nghiệp, dạy nghề ˆ Việc tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình nhiễu hoạt động thiết thực ngành giáo dục đào tạo Thủ đô để kỷ niệm "50 năm giải phóng Thủ đơ”, “50 năm thành lập ngành ” hướng tới kỷ niệm “1000 năm Thăng Long - Hà Nội”, Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội chân thành cảm ơn Thành ủy, UBND, sở, ban, ngành Thành phố, Vụ Giáo đục chuyên nghiệp Bộ Giáo dục Đào tạo, nhà khoa học, Chuyên gia đầu ngành, giảng viên, nhà quản lý, nhà doanh nghiệp tạo điễu kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến, tham gia Hội đơng phản biện, Hội đông thẩm định Hội đồng nghiệm thu chương trình, giáo trình Đây lần đâu tiên Sở Giáo dục Đào tạo Hà Nội tổ chức biên soạn chương trình, giáo trình Dà cố gống chắn không tránh khỏi thiếu sót, bất cập Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc để bước hồn thiện giáo trình lần tái sau GIÁM ĐỐC SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Lời nói đầu bị cho học sinh khoa Kỹ hệ thống kiến thức chuyên ngành trang Te giáo trình Nguyên 1ý hệ điều thuật máy tính khoa Tín học quản lý, thức chung hệ điều hành hành góp phần cấp nội dụng kiến ên nguyên lý nguy máy tính Nó giúp người học nắm bắt để máy tính tổng qt Từ áp dụng tắc làm việc hệ điểu hành làm việc tốt với hệ diều hành cụ phát triển hệ điều hành Để phục vụ cơng tác giảng dạy trình Ngun lý hệ điều hành nhằm lĩnh vực thể thực tế, hình dung xu hướng tương lai, học tập, biên soạn giáo cung cấp tới người học mộ SỐ kiến thức Phó Đức Tồn - Học viên Cơng nghệ Chúng tơi xin trân cảm ơn TS g - Viện Cong nghệ thơng tín đọc Bái viễn thơng TS Lê Bá Dũn on HrÌnh Chúng tơt xin trdn cẩm cho nhận xét nội dung giáo nghệ thông tin, TS LHƠHg Cao Đông PGS.TS Thái Quang Vinh - Viện Cơng ễn tín - Viện Đại học mở Hà Nội, TS Nguy Phó chủ nhiệm khoa Cơng nghệ thơng thơng tín trường Cao đẳng Điện lực Viến Điệp - Chủ nhiệm khoa Công nghệ giáo trình hồn thiện cho ý kiến đóng góp quý bán để dục Đào tạo Hà Nội, Bạn giám Chúng xin gửi lời cảm ơn tới Sở Giáo t tin học Hà Nội - ESTIH tạo điều hiệu trường Trung học bán công kỹ thuậ kiện cho chúng tơi hồn thành giáo trình kiến thức thời Mặc dù có nhiều cố gắng biên soạn g soạn nên giáo trình khơn gian có hạn, đồng thời lần biên g muốn nhận thông cẩm tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mon sinh, sinh viên bạn đọc để ý kiến đóng góp thấy cơ, bạn học giáo trình tốt TÁC GIẢ Bài mở đầu áy tính điện tử đời vào năm 40 kỷ XX Ban đầu, Moonen vị sử dụng máy tính hạn hẹp, đa phần nhằm phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học Hơn nữa, để vận hành hệ thống cần phải sử dụng công cụ phần cứng đặc biệt thao tác vận hành phức tạp Cùng phát triển song song với phát triển kỹ thuật điện tử, hệ máy tính sau cải tiến ngày tỉnh vi hơn, có tốc độ xử lý nhanh hơn, kích thước nhỏ gọn hơn, tiêu tốn lượng làm nên cách mạng lĩnh vực xử lý, tính tốn, điều khiển tự động Với hệ máy tính đồi hỏi phải có điều khiển, vận hành cách tự động để phát huy hiệu cách tối ưu Như vậy, cần phải có chương trình phần mềm đảm bảo việc giải vấn đề nói Đó hệ điều hành máy tính Hệ điều hành tập hợp phần mềm hệ thống điều khiển hoạt động máy tính tạo môi trường giao điện người sử dụng máy tính Vì vậy, hệ điều hành quen thuộc với người sử dụng, tất người sử dụng làm việc với máy tính cần phải biết thao tác (dù thao tác đơn giản) với hệ điều hành cụ thể Hiểu biết, nắm vững nguyên lý hoạt động hệ điều hành để từ khai thác hệ điều hành cụ thể cách có hiệu nhu cầu thực tế thiếu cán phụ trách kỹ thuật quản lý hệ thống máy tính Nội dung giáo trình “Ngun lý hệ điều hành” gồm kiến thức phần mềm hệ thống Nó cung cấp cho người học kiến thức chung hệ điều hành máy tính, giúp người học nắm bắt nguyên lý nguyên tắc làm việc hệ điều hành máy tính tổng qt, từ áp dụng để làm việc tốt với hệ điều hành cụ thể thực tế, hiểu xử lý vấn để xảy hệ thống Đồng thời nắm bất xu hướng phát triển hệ điều hành tương lai Các vấn đề cụ thể trình bày giáo trình chia thành chương: Chương Tổng quan hệ điều hành: Cung cấp kiến thức tổng quát hệ điều hành, trình phát triển phân loại hệ điều hành; tính chất hệ điều hành nguyên tắc thiết kế, xây dựng hệ điều hành Trong chương trình bày cấu trúc, thành phần phục vụ hệ điều hành Chương Quan lý tiến trình: Trong hệ thống ln tổn tiến trình hoạt động song song mà trạng thái chúng ảnh hưởng lẫn ảnh hưởng tới hoạt động toàn hệ thống Mục tiêu chương nhằm giới thiệu biện pháp quản lý tiến trình song hành với nội dung giải tốn tranh chấp tài ngun tiến trình - Bài tốn đoạn tới hạn Trong chương đề cập tới tượng bế tắc Đó tình trạng tiến trình hệ thống rơi vào trạng thái chờ đợi vô hạn dẫn tới làm “treo” hệ thống Chương Lập lịch cho CPU: CPU tài nguyên quan trọng hệ thống, thể sức mạnh xử lý tồn hệ thống Do vậy, thời gian mà CPU phục vụ cho tiến trình hoạt động cần phải khai thác cách tối ưu Chương nêu rõ tầm quan trọng “giờ CPU” trình bày phương pháp, thuật toán lập lịch cho CPU hệ điều hành nhằm đáp ứng yêu cầu phục vụ tiến trình Đồng thời, chương giới thiệu ngắt - công cụ để CPU điều khiển hoạt động tiến trình cách xác Chương Quản lý nhớ trong: Nhiệm vụ hệ điều hành phải cấp phát khơng gian nhớ cho chương trình hoạt động thu hồi chương trình kết thúc Chương giải thích q trình gán địa (cấp phát không gian nhớ) cho biến thực chương trình, cấu trúc chương trình phần mềm phương pháp cấp phát nhớ hệ điều hành Chương Quản lý nhớ ngoài: Bộ nhớ thiết bị dùng để lưu trữ thơng tin trước sau q trình xử lý, tính tốn Trong chương trình bày biện pháp quản lý cấp phát không gian nhớ tự đo đĩa từ, thuật toán lập lịch cho đĩa từ nguyên tắc quản lý thông tin nhớ phụ - Hệ File Chương Quản lý thiết bị: Ngồi thiết bị chuẩn mang tính chất bắt buộc, hệ thống máy tính cần phải có khả kết nối với số lượng tùy ý thiết bị mở rộng Trong chương trình bày nguyên tắc tổ chức quản lý thiết bị ngoại vị hệ điều hành, đồng thời để cập tới số kỹ thuật ấp dụng quản lý thiết bị ngoại vi Chương Bảo vệ an toàn hệ thống: Bảo vệ hệ thống tránh khỏi su can thiệp bất hợp pháp từ bên nguyê n nhân tiểm ẩn bên vấn để phức tạp Chương nêu rõ mục đích việc bảo vệ hệ thống, đồng thời trình bày số biện pháp bảo vệ an toàn hệ thống Chương Hệ điều hành đa xử lý: Có hai phương pháp để tổ chức hệ thống đa xử lý hệ nhiều CPU (tập hợp CPU máy tính nhất) hệ phân tán (thực chất mạng máy tính) Chương trình bày mục đích cấu trúc hệ nhiều CPU hệ phân tán Đồng thời nêu sơ lược số vấn đề quản lý tài nguyên, truyền thông tin, xử lý truy nhập thông tin hệ thống Chương Hệ điều hành DOS: Chương trình bày số vấn đề hệ điều hành DOS - hệ điều hành đặt mốc quan trọng trình phát triển máy tính hệ điều hành Nó sử dụng thời gian tương đối đài cho máy tính PC hệ điều hành Các vấn đề trình bày mang tính áp dụng thực tế kiến thúc học chương trước như: quản lý tiến trình, quản lý nhớ, quản lý đĩa từ, quản lý thiết bị, v.v Cuối cùng, cần xác định nội dung giáo trình định hướng tới hệ điều hành truyền thống Một số nét sơ hệ điều hành đa xử lý trình bày nhằm mục đích định hướng cho người học tìm hiểu thêm tài liệu bổ sung, nhằm hồn thiện kiến thức chung hệ điều hành Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH Mục tiêu hệ điều Sau chương này, người học nắm bắt kiến thức tổng quát điều hành hành, trình phát triển phân loại hệ điều hành; tính chất hệ diéu hành, nguyên tắc thiết kế xây dựng hệ điều hành Hiểu cấu trúc hệ thành phẩn phục vụ hệ điều hành Nội dung Trình bày khái niệm hệ điều hành, chức hệ điều hành thành phần hệ điều hành I CÁC KHÁI NIÊM CƠ BẢN Tài nguyên hệ thống Một hệ thống máy tính bao gồm thiết bị phần cứng chương trình phần mềm Trong tài liệu giới thiệu hệ thống máy tính bất kỳ, số liệu thống kê phần cứng yếu tố quan tâm thành tố để nhận biết sức mạnh hệ thống máy tính Tài ngun phần mềm ý thông qua mối quan tâm hệ điều hành, chương trình ứng dụng, sở liệu da cai dat hệ thống Trong giai đoạn nay, g trị thực tài nguyên phần mềm cao nhiều so với giá trị tài nguyên phần cứng Đứng phương diện hệ điều hành, công việc hệ điều hành bất đầu từ hệ thống phần cứng sắn có cần phải hoạt động để phát huy hiệu cao hệ thống phần cứng Vì vậy, giáo trình này, tập chung chủ yếu đến tài nguyên phần cứng định hướng tới vấn đề khai thác hiệu tài ngun 1Ơ ... hệ diéu hành, nguyên tắc thiết kế xây dựng hệ điều hành Hiểu cấu trúc hệ thành phẩn phục vụ hệ điều hành Nội dung Trình bày khái niệm hệ điều hành, chức hệ điều hành thành phần hệ điều hành I... Tổng quan hệ điều hành: Cung cấp kiến thức tổng quát hệ điều hành, trình phát triển phân loại hệ điều hành; tính chất hệ điều hành nguyên tắc thiết kế, xây dựng hệ điều hành Trong chương trình bày... sau: - Hệ điều hành đơn nhiệm hệ điều hành đa nhiệm: hệ điều hành đơn nhiệm hệ điều hành mà thời điểm điều hành hoại động chương trình Khi chương trình nạp vào nhớ chiếm dụng toàn tài nguyên hệ thống