Bài giảng Hệ điều hành - Chương 1: Giới thiệu

Chương 1: Giới thiệuThế nào là một hệ điều hành?Hệ thống MainframeHệ thống Desktop Hệ thống đa nhiệmHệ thống phân tán Hệ thống ClusteredHệ thống thời gian thựcHệ thống điều khiển bằng tayOperating System ConceptsThế nào là một hệ điều hành?Một chương trình được xem như là trung gian giữa người sử dụng máy tính và phần cứng máy tính.Mục đích của hệ điều hành:Thực hiện các chương trình giúp cho người dùng sử dụng máy tính dễ dàng hơn.Giúp hệ thống máy tính thuận tiện trong việc sử dụng.Sử dụng phần cứng một cách có hiệu quả.Operating System ConceptsCác thành phần của hệ thống máy tính1.	Phần cứng – Bao gồm tài nguyên cơ bản của máy tính (CPU, memory, I/O devices).2.	Hệ điều hành – điều khiển và kết hợp sử dụng phần cứng trong các ứng dụng khác nhau của nhiều người dùng khác nhau.3.	Các chương trình ứng dụng – sẽ sử dụng tài nguyên hệ thống để giải quyết vấn đề của người sử dụng (Trình biên dịch, hệ thống cơ sở dữ liệu, games, chương trình thương mại).4.	Người sử dụng (người, máy , các máy tính khác). Operating System ConceptsMô hình hệ thốngCác định nghĩa hệ điều hànhBộ cấp phát tài nguyên – Quản lý và cấp phát tài nguyên.Điều khiển chương trình – điều khiển thực hiện các chương trình người sử dụng và các hoạt động của thiết bị nhập xuất.Kernel(nhân) – đây là các phần cốt lõi của chương trình, thường trú trong bộ nhớ, và thực hiện hầu hết các nhiệm vụ điều hành chính.Operating System ConceptsHệ thống MainframeGiảm thời gian thiết lập bằng cách xử lý theo lô các công việc tương tựTự động thực hiện một dãy cac công việc – tự động trao quyền điều khiển từ công việc này sang công việc khác , là hệ điều hành sơ khởi đầu tiên.Operating System ConceptsCách bố trí bộ nhớ cho một hệ thống theo lô đơn giảnOperating System ConceptsHệ thống xử lý theo lô đa chươngVài công việc được lưu trong bộ nhớ chính tại cùng một thời điểm và CPU thực hiện lần lược giữa các công việc đó.Operating System ConceptsCác đặc trưng của OS cần thiết cho việc đa chươngNhập xuất thường xuyên được cung cấp bởi hệ thống.Quản lý bộ nhớ – hệ thống phải cấp phát bộ nhớ cho các công việc.Lập lịch CPU – hệ thống phải chọn giữa các công việc nào thật sự được chạy.Cấp phát các thiết bị.Operating System ConceptsHệ thống đa nhiệm –Hệ thống tương tác CPU đa nhiệm giữa các công việc được lưu trữ trong bộ nhớ và trên đĩa (CPU chỉ được cấp phát cho các công việc đã nạp vào bộ nhớ).Một công việc được swap giữa bộ nhớ và đĩa.Truyền thông On-line giữa người sử dụng và hệ thống được cung cấp;Khi hệ điều hành kết thúc thực hiện một lệnh, nó tìm sự ra lệnh kế tiếp từ người sử dụng thông quan bàn phím.Hệ thống On-line phải có hiệu lực cho người sử dụng truy cập dữ liệu và mã.Operating System ConceptsHệ thống Desktop(bàn giấy)Máy tính cá nhân – hệ thống máy tính được thiết kế cho một người sử dụng đơn lẻ.Thiết bị nhập xuất – bàn phím, mouse, màn hình, máy in.Thuận tiện cho người dùng và đáp ứng nhanh.Có thể kế thừa kỹ thuật để phát triển hệ điều hành lớn hơn.Một số hệ điều hành khác nhau (Windows, UNIX, Linux)Operating System ConceptsHệ thống song songHệ thống nhiều bộ xử lý (CPU).Hệ thống đôi chặt chẽ– bộ xử lý chia xẻ bộ nhớ và clock; Việc truyền thông qua lại bằng bộ nhớ chia xẻ.Thuận lợi của hệ thống song song: Tăng thông lượngKinh tếTăng độ tin cậyOperating System ConceptsHệ thống song song (tt.)Đa xử lý đối xứngMổi bộ xử lý chạy một bản sao hệ điều hành.Nhiều tiến trình có thể chạy cùng lúc mà không gây hỏng.Hầu hết các thế hệ hệ điều hành đều hỗ trợ đa xử lý đối xứngĐa xử lý không đối xứng Mỗi bộ xử lý được gắn vào một công việc cụ thể; Bộ xử lý chủ lập lịch và cấp phát công việc cho bộ xử lý phụ.Phổ biến nhiều trong hệ thống cực kỳ lớn.Operating System ConceptsKiến trúc hệ thống đa bộ xử lý đối xứngOperating System ConceptsHệ thống phân tánPhân tán việc tính toán giữa các bộ xử lý .Hệ thống đôi lỏng lẻo – mỗi bộ xử lýcó vùng nhớ riêng; các bộ xử lý truyền thông với nhau qua hệ thống mạng tốc độ cao.Thuận lợi của hệ thống phân tán.Chia xẻ tài nguyên Tăng tốc độ tính toánĐáng tin cậyTruyền thôngOperating System ConceptsHệ thống phân tán (tt)Yêu cầu cơ sở hạ tầng về mạng.Mạng cục bộ (LAN) hoặc ạng diện rộng (WAN)Cũng có thể là hệ thống client-server hoặc peer-to-peer.Operating System ConceptsCấu trúc chung của Client-ServerOperating System Conceptshệ thống ClusterCluster cho phép hai hay nhiều hệ thống chia xẻ việc lưu trữ.Cung cấp độ tin cậy cao.Cluster không đối xứng: Một server chạy ứng dụng trong khi các server khác dự phòng.Cluster đối xứng: Tất cả N hosts đều chạy ứng dụng.Operating System ConceptsHệ thống thời gian thựcThông thường sử dụng điều khiển thiết bị trong một ứng dụng chuyên dụng như là điều khiển thí nghiệm khoa học , hệ thống chụp ảnh y khoa, và một vài hệ thống hiển thị.Bị thúc ép về thời gian.Operating System ConceptsHệ thống cầm tayMáy trợ lý cá nhân kỹ thuật số (PDAs)Vấn đề:Bộ nhớ bị giới hạnBộ xử lý chậmMàn hình hiển thị nhỏ.Operating System ConceptsPhát triển hệ điều hành khái niệm và đặc điểmchungOperating System Concepts