1. HỆ ĐIỀU HÀNH
Chương 1
Tổng quan về hệ điều hành
1/17/2018
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 1
2. Mục tiêu chương 1
Hiểu và phát biểu lại được các khái niệm cơ bản về hệ điều
hành, và các thành phần của hệ điều hành
Biết được sự khác biệt cơ bản giữa các loại hệ điều hành
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 2
3. Nội dung chương 1
Tổng quan
Phân loại hệ điều hành
Lịch sử phát triển hệ điều hành
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 3
4. Tổng quan
Hệ điều hành là gì?
Chương trình trung gian giữa phần
cứng máy tính và người sử dụng, có
chức năng điều khiển và phối hợp
việc sử dụng phần cứng và cung cấp
các dịch vụ cơ bản cho các ứng dụng.
Mục tiêu
Giúp người dùng dễ dàng sử dụng hệ
thống.
Quản lý và cấp phát tài nguyên hệ
thống một cách hiệu quả.
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 4
Phần cứng
Hệ Điều Hành
Các ứng dụng
Người dùng
Chạy ứng dụng abc trên phần
cứng XYZ
5. Tổng quan (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 5
Hình của Dror G. Feitelson
Physical devices
Microprogramming
Machine language
Operating system
Compilers Editors
Command
interpreter
Banking
system
Airline
reservation
Web browser Application programs
Hardware
System programs
6. Cấu trúc hệ thống máy tính
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 6
7. Cấu trúc hệ thống máy tính (tt)
Phần cứng (hardware)
Bao gồm các tài nguyên cơ bản của máy tính như CPU, bộ
nhớ, các thiết bị I/O
Hệ điều hành (operating system)
Phân phối tài nguyên, điều khiển và phối hợp các hoạt động
của các chương trình trong hệ thống.
Chương trình ứng dụng (application programs)
Sử dụng hệ thống tài nguyên để giải quyết một bài toán tính
toán nào đó của người sử dụng.
Ví dụ: compilers, database systems, video games, business
programs.
Users (people, machines, other computers)
1/17/2018 7
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
8. Các chức năng chính của hệ điều hành
Phân chia thời gian xử lý và định thời CPU
Phối hợp và đồng bộ hoạt động giữa các processes
(coordination & synchronization)
Quản lý tài nguyên hệ thống (thiết bị I/O, bộ nhớ, file chứa
dữ liệu,…)
Thực hiện và kiểm soát access control, protection
Duy trì sự nhất quán (integrity) của hệ thống, kiểm soát lỗi
và phục hồi hệ thống khi có lỗi (error recovery)
Cung cấp giao diện làm việc cho users
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 8
9. Phân loại hệ điều hành
Dưới góc độ loại máy tính
Hệ điều hành dành cho máy MainFrame
Hệ điều hành dành cho máy Server
Hệ điều hành dành cho máy nhiều CPU
Hệ điều hành dành cho máy tính cá nhân (PC)
Hệ điều hành dành cho máy PDA (Embedded OS - hệ điều hành
nhúng)
Hệ điều hành dành cho máy chuyên biệt
Hệ điều hành dành cho thẻ chíp (SmartCard)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 9
10. Phân loại hệ điều hành (tt)
Dưới góc độ số chương trình được sử dụng cùng lúc
Hệ điều hành đơn nhiệm
Hệ điều hành đa nhiệm
Dưới góc độ người dùng (truy xuất tài nguyên cùng lúc)
Một người dùng
Nhiều người dùng
Mạng ngang hàng
Mạng có máy chủ: LAN, WAN, …
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 10
11. Phân loại hệ điều hành (tt)
Dưới góc độ hình thức xử lý
Hệ thống xử lý theo lô
Hệ thống đơn chương (uniprograming OS)
Hệ thống đa chương (multiprogramming OS)
Hệ thống chia sẻ thời gian
Hệ thống song song
Hệ thống phân tán
Hệ thống xử lý thời gian thực
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 11
12. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý
Hệ thống đơn chương
Tác vụ được thi hành tuần tự.
Bộ giám sát thường trực
CPU và các thao tác nhập xuất:
Xử lý offline
Đồng bộ hóa các thao tác bên ngoài – Spooling (Simultaneous
Peripheral Operation On Line)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 12
Nhập Xuất
Máy tính
chính
13. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý
Hệ thống đa chương
Nhiều công việc được nạp đồng thời
vào bộ nhớ chính
Khi một tiến trình thực hiện I/O, một
tiến trình khác được thực thi
Tận dụng được thời gian rảnh, tăng
hiệu suất sử dụng CPU (CPU
utilization)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 13
Bộ xử lý Kết thúc tác vụ
Tác vụ I/O
14. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 14
Hệ thống đa chương: yêu cầu đối với hệ điều hành
Định thời công việc (job scheduling): chọn job trong job pool
trên đĩa và nạp nó vào bộ nhớ để thực thi.
Quản lý bộ nhớ (memory management)
Định thời CPU (CPU scheduling)
Cấp phát tài nguyên (đĩa, máy in,…)
Bảo vệ
15. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 15
Hệ điều hành đơn chương
Hệ điều hành đa chương
16. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 16
Hệ thống chia sẻ thời gian
Hệ thống đa nhiệm (multitasking)
Lập lịch CPU
Thời gian chuyển đổi giữa các tác vụ rất ngắn
Bộ xử lý
17. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 17
Yêu cầu đối với OS trong hệ thống time-sharing
Định thời công việc (job scheduling)
Quản lý bộ nhớ (memory management)
Virtual memory
Quản lý các quá trình (process management)
Định thời CPU
Đồng bộ các quá trình (synchronization)
Giao tiếp giữa các quá trình (process communication)
Tránh deadlock
Quản lý hệ thống file, hệ thống lưu trữ
Cấp phát hợp lý các tài nguyên
Bảo vệ (protection)
18. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 18
Hệ thống song song
Hai hoặc nhiều bộ xử lý cùng chia sẻ một bộ nhớ.
Master/Slave : một bộ xử lý chính kiểm soát một số bộ xử lý
I/O
Bộ xử lý Bộ xử lý
Bộ nhớ chính
19. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 19
Hệ thống song song (parallel, multiprocessor, hay tightly-
coupled system)
Nhiều CPU
Chia sẻ computer bus, clock
Ưu điểm
Năng xuất hệ thống (System throughput): càng nhiều processor
thì càng nhanh xong công việc
Multiprocessor system ít tốn kém hơn multiple single-processor
system: vì có thể dùng chung tài nguyên (đĩa,…)
Độ tin cậy: khi một processor hỏng thì công việc của nó được
chia sẻ giữa các processor còn lại
20. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 20
Phân loại hệ thống song song
Đa sử lý đối xứng (symmetric multiprocessor)
Mỗi processor vận hành một bản sao hệ điều hành giống nhau
Các copy dữ liệu cho nhau khi cần
(Windows NT, Solaris 5.0, Digital UNIX, OS/2, Linux)
Đa sử lý bất đối xứng (asymmetric multiprocessor)
Mỗi processor thực thi một công việc khác nhau
Master processor định thời và phân công việc cho các slave
processors
(SunOS 4.0)
21. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 21
Hệ thống phân tán
Mỗi processor có bộ nhớ riêng, giao tiếp với nhau qua các
kênh nối như mạng, bus tốc độ cao
Người dùng chỉ thấy một hệ thống đơn nhất
22. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 22
Ưu điểm hệ thống phân tán (distributed system, loosely-
coupled system)
Chia sẻ tài nguyên (resource sharing)
Chia sẻ sức mạnh tính toán (computational sharing)
Độ tin cậy cao (high reliability)
Độ sẵn sàng cao (high availability): các dịch vụ của hệ thống
được cung cấp liên tục cho dù một thành phần hardware trở
nên hỏng
23. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 23
Các mô hình hệ thống phân tán
Client-server
Server: cung cấp dịch vụ
Client: có thể sử dụng dịch vụ của server
Peer-to-peer (P2P)
Các peer (máy tính trong hệ thống) đều ngang hàng nhau
Không có cơ sở dữ liệu tập trung
Các peer là tự trị
Ví dụ: Gnutella
24. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 24
Hệ thống thời gian thực (real-time system)
Sử dụng trong các thiết bị chuyên dụng như điều khiển các thử
nghiệm khoa học, điều khiển trong y khoa, dây chuyền công
nghiệp, thiết bị gia dụng, quân sự
Ràng buộc về thời gian: hard và soft real-time
Hard real-time
Hạn chế (hoặc không có) bộ nhớ phụ, tất cả dữ liệu nằm trong bộ
nhớ chính (RAM hoặc ROM)
Yêu cầu về thời gian đáp ứng/xử lý rất nghiêm ngặt, thường sử
dụng trong điều khiển công nghiệp, robotics,…
Soft real-time
Thường được dùng trong lĩnh vực multimedia, virtual reality với
yêu cầu mềm dẻo hơn về thời gian đáp ứng
25. Phân loại dưới góc độ hình thức xử lý (tt)
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 25
Hệ thống nhúng
Điện thoại di động (smartphone)
Máy tính bảng
Đặc trưng của các thiết bị này
Bộ nhớ nhỏ (512 KB - 128 MB - 4GB)
Tốc độ processor thấp (để ít tốn pin)
Màn hình hiển thị có kích thước nhỏ
Có thể dùng các công nghệ kết nối như IrDA, Bluetooth,
wireless
Có thể có một hoặc nhiều cảm biến khác nhau
26. Lịch sử phát triển của hệ điều hành
Thế hệ 1 (1945 - 1955)
Thiết kế, xây dựng, lập trình, thao tác: do 1 nhóm người
Lưu trên phiếu đục lỗ
Thế hệ 2 (1955 - 1965)
Xuất hiện sự phân công công việc
Hệ thống sử lý theo lô ra đời, lưu trên băng từ
Hoạt động dưới sự điều khiển đặc biệt của 1 chương trình
1/17/2018 26
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
27. Lịch sử phát triển của hệ điều hành
Thế hệ 3 (1965 - 1980)
Ra đời hệ điều hành, khái niệm đa chương
HĐH chia sẻ thời gian như CTSS của MIT
MULTICS, UNIX
Thế hệ 4 (1980)
Ra đời máy tính cá nhân, IBM PC
HĐH MS-DOS, MacOS (Apple Macintosh), MS Windows,
OS/1
Linux, QNX, HĐH mạng,…
1/17/2018 27
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
28. Lịch sử phát triển của hệ điều hành
Nhân Windows và Linux được dựa trên những nền tảng phát
triển từ giữa những năm 1970s
1/17/2018 28
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
(see http://www.levenez.com for diagrams showing history of Windows & Unix)
1970 1980 1990 2000
1970 1980 1990 2000
29. Tóm tắt lại nội dung buổi học
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 29
Tổng quan
Phân loại hệ điều hành
Lịch sử phát triển hệ điều hành
30. Câu hỏi ôn tập chương 1
Nêu cấu trúc hệ thống máy tính?
HĐH có những chức năng chính nào?
Theo góc độ hệ thống xử lý, HĐH được phân thành mấy
loại? Kể tên?
Những yêu cầu của hệ điều hành đối với hệ thống chia sẻ
thời gian?
Định nghĩa hệ điều hành?
1/17/2018 30
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
32. HỆ ĐIỀU HÀNH
Chương 2
Cấu trúc hệ điều hành
1/17/2018
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 1
33. Câu hỏi ôn tập chương 1
Nêu cấu trúc hệ thống máy tính?
HĐH có những chức năng chính nào?
Theo góc độ hệ thống xử lý, HĐH được phân thành mấy
loại? Kể tên?
Những yêu cầu của hệ điều hành đối với hệ thống chia sẻ
thời gian?
Định nghĩa hệ điều hành?
1/17/2018 2
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
34. Mục tiêu chương 2
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 3
Biết được các thành phần của hệ điều hành
Hiểu được các dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp
Hiểu được cấu trúc của một hệ thống máy tính
35. Nội dung chương 2
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 4
Các thành phần của hệ điều hành
Các dịch 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)
36. Các thành phần của hệ điều hành
1/17/2018 5
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Quản lý tiến trình
Quản lý bộ nhớ chính
Quản lý file
Quản lý hệ thống I/O
Quản lý hệ thống lưu trữ thứ cấp
Hệ thống bảo vệ
Hệ thống thông dịch lệnh
37. Quản lý tiến trình
Tiến trình (hay Quá trình) là gì?
Tiến trình khác chương trình ở điểm gì?
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 6
38. Quản lý tiến trình
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 7
Để hoàn thành công việc, một tiến trình cần:
CPU
Bộ nhớ
File
Thiết bị I/O,…
Các nhiệm vụ chính:
Tạo và hủy tiến trình
Tạm dừng/ thực thi tiếp tiến trình
Cung cấp các cơ chế
Đồng bộ hoạt động các tiến trình
Giao tiếp giữa các tiến trình
Khống chế tắc nghẽn
39. Quản lý bộ nhớ chính
Bộ nhớ chính là trung tâm của các thao tác, xử lý
Để nâng cao hiệu suất sử dụng CPU, hệ điều hành cần quản
lý bộ nhớ thích hợp
Các nhiệm vụ chính:
Theo dõi, quản lý các vùng nhớ trống và đã cấp phát
Quyết định sẽ nạp chương trình nào khi có vùng nhớ trống
Cấp phát và thu hồi các vùng nhớ khi cần thiết
1/17/2018 8
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
40. Quản lý bộ nhớ chính (tt)
1/17/2018 9
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
41. Quản lý bộ nhớ chính (tt)
1/17/2018 10
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
42. Quản lý file
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 11
Hệ thống file
File
Thư mục
Các dịch vụ chính:
Tạo và xóa file/ thư mục
Các thao tác xử lý file/ thư mục
“ Ánh xạ” file/ thư mục vào thiết bị thứ cấp tương ứng
Sao lưu và phục hồi dữ liệu
43. Quản lý hệ thống I/O
Che dấu sự khác biệt của các thiết bị I/O trước người dùng
Có chức năng:
Cơ chế: buffering, caching, spooling
Cung cấp giao diện chung đến các trình điều khiển thiết bị
Bộ điều khiển các thiết bị phần cứng
1/17/2018 12
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
44. Quản lý hệ thống lưu trữ thứ cấp
Bộ nhớ chính: kích thước nhỏ, là môi trường chứa tin không
bền vững => cần hệ thống lưu trữ thứ cấp để lưu trữ bền
vững các dữ liệu, chương trình
Phương tiện lưu trữ thông dụng là đĩa từ, đĩa quang
Nhiệm vụ của hệ điều hành trong quản lý đĩa
Quản lý không gian trống trên đĩa(free space management)
Cấp phát không gian lưu trữ (storage allocation)
Định thời họat động cho đĩa (disk scheduling)
=> Sử dụng thường xuyên => ảnh hưởng lớn đến tốc độ của cả
hệ thống => cần hiệu quả
1/17/2018 13
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
45. Hệ thống bảo vệ
Trong hệ thống cho phép nhiều user hay nhiều process diễn
ra đồng thời:
Kiểm soát tiến trình người dùng đăng nhập/ xuất và sử dụng hệ
thống
Kiểm soát việc truy cập các tài nguyên trong hệ thống
Bảo đảm những user/process chỉ được phép sử dụng các tài
nguyên dành cho nó
Các nhiệm vụ của hệ thống bảo vệ
Cung cấp cơ chế kiểm soát đăng nhập/ xuất
Phân định được sự truy cập tài nguyên hợp pháp và bất hợp pháp
(authorized/unauthorized)
Phương tiện thi hành các chính sách (enforcement of policies)
(vídụ: cần bảo vệ dữ liệu của ai đối với ai)
1/17/2018 14
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
46. Hệ thống thông dịch lệnh
Là giao diện chủ yếu giữa người dùng và OS
Ví dụ: shell, mouse-based window-and-menu
Khi user login
command line interpreter (shell) chạy, và chờ nhận lệnh từ
người dùng, thực thi lệnh và trả kết quả về.
Các lệnh ->bộ điều khiển lệnh ->hệ điều hành
Các lệnh chủ yếu:
Tạo, hủy, và quản lý tiến trình, hệ thống
Kiểm soát I/O
Quản lý bộ lưu trữ thứ cấp
Quản lý bộ nhớ chính
Truy cập hệ thống file và cơ chế bảo mật
1/17/2018 15
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
47. Các dịch vụ hệ điều hành cung cấp
Thực thi chương trình
Thực hiện các thao tác I/O theo yêu cầu của chương trình
Các thao tác trên hệ thống file
Trao đổi thông tin giữa các tiến trình qua hai cách:
Chia sẻ bộ nhớ (Shared memory)
Chuyển thông điệp (Message passing)
Phát hiện lỗi
Trong CPU, bộ nhớ, trên thiết bị I/O (dữ liệu hư, hết giấy,…)
Do chương trình: chia cho 0, truy cập đến địa chỉ bộ nhớ
không cho phép.
1/17/2018 16
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
48. Các dịch vụ hệ điều hành cung cấp (tt)
Ngoài ra còn các dịch vụ giúp tăng hiệu suất của hệ thống:
Cấp phát tài nguyên (resource allocation)
Tài nguyên: CPU, bộ nhớ chính, ổ đĩa,…
OS có các routine tương ứng
Kế toán (accounting)
Nhằm lưu vết user để tính phí hoặc đơn giản để thống kê.
1/17/2018 17
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
49. Các dịch vụ hệ điều hành cung cấp (tt)
Ngoài ra còn các dịch vụ giúp tăng hiệu suất của hệ thống:
Bảo vệ (protection)
Hai tiến trình khác nhau không được ảnh hưởng nhau
Kiểm soát được các truy xuất tài nguyên của hệ thống
An ninh (security)
Chỉ các user được phép sử dụng hệ thống mới truy cập được tài
nguyên của hệ thống (vd: thông qua username và password)
1/17/2018 18
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
50. Lời gọi hệ thống
Dùng để giao tiếp giữa tiến trình và hệ điều hành
Cung cấp giao diện giữa tiến trình và hệ điều hành
Ví dụ: open, read, write file
Thông thường ở dạng thư viện nhị phân (binary libraries) hay
giống như các lệnh hợp ngữ
Trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao, một số thư viện lập trình
được xây dựng dựa trên các thư viện hệ thống (ví dụ Windows
API, thư viện GNU C/C++ như glibc, glibc++, …)
Ba phương pháp truyền tham số khi sử dụng system call
Qua thanh ghi
Qua một vùng nhớ, địa chỉ của vùng nhớ được gửi đến hệ điều hành
qua thanh ghi
Qua stack
1/17/2018 19
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
51. Lời gọi hệ thống (tt)
1/17/2018 20
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Chuỗi các lời gọi hệ thống để copy nội dung từ file này đến file khác
52. Lời gọi hệ thống (tt)
1/17/2018 21
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Một số lời gọi hệ thống trong windows và unix
53. Các chương trình hệ thống
Chương trình hệ thống (system program, phân biệt với
application program) gồm
Quản lý hệ thống file: như create, delete, rename, list
Thông tin trạng thái: như date, time, dung lượng bộ nhớ trống
Soạn thảo file: như file editor
Hỗ trợ ngôn ngữ lập trình: như compiler, assembler, interpreter
Nạp, thực thi, giúp tìm lỗi chương trình: như loader, debugger
Giao tiếp: như email, talk, web browser
…
Người dùng chủ yếu làm việc thông qua các system program
(không làm việc “trực tiếp” với các system call)
1/17/2018 22
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
54. Cấu trúc hệ thống
Hệ điều hành là một chương trình lớn
Nó có nhiều dạng cấu trúc khác nhau:
Cấu trúc đơn giản - MS-DOS
Cấu trúc phức tạp hơn – UNIX
Cấu trúc phân tầng
Cấu trúc vi nhân
1/17/2018 23
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
55. Cấu trúc hệ thống (tt)
Cấu trúc đơn giản (monolithic)
MS-DOS: khi thiết kế, do giới
hạn về dung lượng bộ nhớ nên
không phân chia thành các
module (modularization) và
chưa phân chia rõ chức năng
giữa các phần của hệ thống
1/17/2018 24
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Cấu trúc phân tầng của MS-DOS
56. Cấu trúc hệ thống (tt)
Cấu trúc phức tạp hơn (more complex)
UNIX: gồm hai phần có thể tách rời nhau
Nhân (cung cấp file system, CPU scheduling, memory
management, và một số chức năng khác)
và system program
1/17/2018 25
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
57. Cấu trúc hệ thống (tt)
Cấu trúc phân tầng: HĐH được chi thành nhiều lớp (layer).
Lớp dưới cùng: hardware
Lớp trên cùng là giao tiếp với user
Lớp trên chỉ phụ thuộc lớp dưới
Một lớp chỉ có thể gọi các hàm của lớp dưới và các hàm của nó được
gọi bởi lớp trên
Mỗi lớp tương đương một đối tượng trừu tượng: cấu trúc dữ liệu +
thao tác
Phân lớp có lợi ích gì?
Gỡ rối (debugger)
kiểm tra hệ thống
thay đổi chức năng
1/17/2018 26
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
58. Cấu trúc hệ thống (tt)
Cấu trúc phân tầng:
Lần đầu tiên được áp dụng cho HĐH THE (Technische Hogeschool
Eindhoven)
1/17/2018 27
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
59. Cấu trúc hệ thống (tt)
Vi nhân: phân chia module theo microkernel (CMU Mach OS,
1980)
Chuyển một số chức năng của OS từ kernel space sang user space
Thu gọn kernel => microkernel, microkernel chỉ bao gồm các chức
năng tối thiểu như quản lý tiến trình, bộ nhớ và cơ chế giao tiếp
giữa các tiến trình
Giao tiếp giữa các module qua cơ chế truyền thông điệp
1/17/2018 28
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Application
File
server
OS/2
application
OS/2
server
POSIX
application
POSIX
server
Microkernel
một module
60. Cấu trúc hệ thống (tt)
Vi nhân:
Lợi ích: dễ mở rộng HĐH
Một số HĐH hiện 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, định thời CPU,
giao tiếp mạng cấp thấp và ngắt phần cứng
Windows NT: chạy các ứng dụng khác nhau win32, OS/2,
POSIX (Portable OS for uniX)
1/17/2018 29
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
61. Máy ảo
Làm thế nào để thực thi một
chương trình MS-DOS trên một
hệ thống Sun với hệ điều hành
Solaris ?
Tạo một máy ảo Intel bên trên hệ
điều hành Solaris và hệ thống
Sun
Các lệnh Intel (x86) được máy ảo
Intel chuyển thành lệnh tương
ứng của hệ thống Sun
1/17/2018 30
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Sun hardware
Solaris kernel
VM interpretation
Intel x86 VM
Intel x86 Application
63. Máy ảo (tt)
1/17/2018 32
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Non-virtual machine
system model
Virtual machine system model
processes
kernel
hardware
processes
processes
processes
kernel kernel kernel
VM1 VM2 VM3
Virtual-machine
implementation
hardware
programming
interface
64. Máy ảo (tt)
1/17/2018 33
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.
Ảo hóa phần cứng
Ảo hóa phần mềm
http://kb.datapool.vn/learing-vmware-la-gi-ao-hoa-la-gi/
65. Tóm tắt lại nội dung buổi học
1/17/2018 Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved. 34
Các thành phần của hệ điều hành
Các dịch 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)
66. Câu hỏi ôn tập chương 2
Nêu các thành phần chính của hệ điều hành?
Nêu các dịch vụ mà hệ điều hành cung cấp?
Lời gọi hệ thống là gì? Nêu 1 vài ví dụ?
Có mấy dạng cấu trúc hệ điều hành? Kể tên?
Máy ảo dùng để làm gì? Có mấy loại? Cho ví dụ
Tiến trình là gì? Các nhiệm vụ chính của thành phần quản lý
tiến trình?
1/17/2018 35
Copyrights 2017 CE-UIT. All Rights Reserved.