Tng quan v H iu hnh Khi nim

Tổng quan về Hệ điều hành

Khái niệm HĐH Người dùng Phần mềm ứng dụng Phần mềm hệ thống Phần cứng Mục tiêu: v. Chuyên môn hóa trong thiết kế phần mềm v. Quản lý tài nguyên hệ thống trong môi trường đa nhiệm PTIT, 2012 Operating systems 2

Các thành phần của một HĐH điển hình Kernel: phần nhân, thực hiện chức năng cơ bản của HĐH. Utilities GUI Kernel Shell: Giao tiếp giữa hệ thống và người dùng, gồm hai loại: giao diện đồ họa (GUI) và giao diện dòng lệnh (CLI) CLI Utilities: Các tiện ích cho người sử dụng, kèm theo HĐH hoặc được phát triển thêm. Shell Applications: Chương trình ứng dụng. PTIT, 2012 Operating systems 3

Chức năng của HĐH Quản lý tiến trình n Quản lý bộ nhớ n Quản lý hệ thống tập tin n Quản lý mạng n Quản lý bảo mật n Giao tiếp với người dùng n Điều khiển thiết bị n PTIT, 2012 Operating systems 4

Mục tiêu nghiên cứu Phân biệt hệ điều hành với các thành phần khác. n Hệ điều hành làm những việc gì và làm như thế nào? n Dùng những khái niệm của hệ điều hành trong thiết kế chương trình, phân tích hệ thống, xử lý sự cố, … n n Phát triển HĐH mới. PTIT, 2012 Operating systems 5

Lịch sử HĐH n HĐH ra đời sau máy tính điện tử. Thế hệ 1: 1945 – 1955 ¨ Thế hệ 2: 1955 – 1965 ¨ Thế hệ 3: 1965 – 1980 ¨ Thế hệ 4: 1981 đến nay ¨ PTIT, 2012 Operating systems 6

Máy tính thế hệ 1 PTIT, 2012 Operating systems 7

Máy tính thế hệ 2 Máy tính LINC (năm 1961), sử dụng mạch bán dẫn PTIT, 2012 Operating systems 8

Một người nổi tiếng (1968) PTIT, 2012 Operating systems 9

Máy tính IBM PC năm 1981 PTIT, 2012 Operating systems 10

Máy tính Lisa 2 của Apple, 1984 PTIT, 2012 Operating systems 11

Máy tính Portable của Compaq, 1982 PTIT, 2012 Operating systems 12

Máy PC hiện đại Máy tính xách tay (Laptop) PTIT, 2012 Operating systems Máy tính để bàn (Desktop) 13

Phân lọai HĐH n Có nhiều cách phân lọai khác nhau: HĐH đa nhiệm/đơn nhiệm ¨ HĐH có giao tiếp đồ họa / giao tiếp dòng lệnh ¨ HĐH cho máy cá nhân / HĐH mạng ¨ PTIT, 2012 Operating systems 14

Unix và các biến thể của Unix PTIT, 2012 Operating systems 15

PTIT, 2012 Server Windows Desktop Windows Operating systems 16

Các HĐH khác MS DOS n Novell Netware n Mac OS n Atari n Be. OS n Hiện có hơn 200 HĐH khác nhau, đa dụng và chuyên dụng, bản quyền và mã nguồn mở PTIT, 2012 Operating systems 17

Máy ảo (virtual machine) Mô phỏng máy tính thật bằng phần mềm. n Công dụng: n ¨ Thực thi phần mềm (Java) ¨ Cài đặt HĐH mới (VMware) n Hai lọai máy ảo: ¨ System virtual machine: mô phỏng tòan bộ hệ thống ¨ Process virtual machine: mô phỏng một tiến trình PTIT, 2012 Operating systems 18

Lời gọi hệ thống (system calls) Tập các thủ tục mà HĐH cung cấp cho phần mềm ứng dụng. n Được truy xuất thông qua các giao tiếp API (Application Programming Interface) n Thực hiện các công việc quan trọng, ảnh hưởng đến an tòan hệ thống n PTIT, 2012 Operating systems 19

Ngắt (interrupts) Tín hiệu (phần cứng hoặc phần mềm) có tác dụng kết thúc một tiến trình đang thực thi để xử lý một công việc khác. n Trình xử lý ngắt (interrupt handler): được thực thi khi có tín hiệu ngắt. n PTIT, 2012 Operating systems 20

Các mô hình xử lý (computing model) Mô hình tập trung (centralizied): mô hình xử lý truyền thống, sử dụng main frame và terminal. n Mô hình khách/chủ (client-server): máy cung cấp dịch vụ và máy sử dụng dịch vụ. n Mô hình ngang hàng (peer-to-peer): vừa cung cấp dịch vụ vừa sử dụng dịch vụ. n Web-based: cung cấp dịch vụ thông qua công nghệ web n PTIT, 2012 Operating systems 21

Đa xử lý và đa nhiệm Đa xử lý (Multi-processor) hệ thống gồm nhiều bộ xử lý họat động song. Phân biệt với Multi-core. n Đa nhiệm (Multi-tasking): thực hiện nhiều công việc đồng thời. Một hệ thống đa nhiệm có thể là đa xử lý hoặc đơn xử lý. n PTIT, 2012 Operating systems 22

Các công nghệ xử lý song Hệ thống nhiều lõi (multi-core) n Hệ thống đa xử lý đối xứng (symmetric multi-processor) n Các hệ thống xử lý phân tán: n ¨ Cluster computing ¨ Grid computing PTIT, 2012 Operating systems 23

Quản lý tiến trình Hệ thống đơn nhiệm và đa nhiệm đều cần có quản lý tiến trình. n Mỗi tiến trình có không gian họat động riêng, không ảnh hưởng đến tiến trình khác và không ảnh hưởng đến hệ điều hành. n PTIT, 2012 Operating systems 24

Quản lý bộ nhớ Điều khiển việc sử dụng bộ nhớ giữa các tiến trình. n Bộ nhớ ảo: dùng các cơ chế kỹ thuật để tăng dung lượng bộ nhớ thật. n ¨ Swap partition (Linux) ¨ Page file (Windows) PTIT, 2012 Operating systems 25

Quản lý hệ thống tập tin n Tổ chức thông tin trên đĩa sao cho an tòan và dễ truy xuất. ¨ FAT 32 ¨ NTFS ¨ EXT-3 ¨… PTIT, 2012 Operating systems 26

Các hệ thống nhúng (embedded system) Các hệ điều hành dành cho thiết bị chuyên dụng. n Cấu trúc đơn giản, chức năng giảm thiểu tối đa để phù hợp với tài nguyên hạn chế của thiết bị. n Một số hệ thống nhúng điển hình: Symbian, Palm, Windows CE, Linux, … n PTIT, 2012 Operating systems 27

Khởi động hệ thống (system boot) Hệ điều hành có thể được chứa trên đĩa hoặc bộ nhớ (ROM) n Bootstrap là đọan chương trình nhỏ kích họat việc khởi động hệ điều hành. Một số bootstrap phổ biến: n ¨ LILO (Linux Loader) ¨ NTLDR (NT Loader) ¨ GRUB (Grand Unified Bootloader) PTIT, 2012 Operating systems 28

Bài tập Tìm hiểu cơ chế họat động và sử dụng WMware (workstation, player). n Tìm hiểu các công nghệ Core CPU của Intel n Cài đặt, sử dụng và đánh giá một số HĐH phổ biến hiện nay: Windows, Linux (có thể dùng trên VMware) n PTIT, 2012 Operating systems 29