Bài giảng Hệ điều hành - Chương 1: Giới thiệu chung - Đặng Minh Quân

Hệ điều hành 
Chương 1: Giới thiệu chung 
Tổng quan 
Khái niệm về hệ điều hành 
Các hệ thống máy tính 
Cấu trúc hệ điều hành 
Hệ điều hành trong hệ thống máy tính 
Phần cứng - cung cấp các tài nguyên máy tính cơ bản (CPU, bộ nhớ, các thiết bị I / O). 
Hệ điều hành - kiểm soát và điều phối việc sử dụng phần cứng cho các chương trình ứng dụng khác nhau và người sử dụng khác nhau. 
C hương trình ứ ng dụng – sử dụng tài nguyên hệ thống máy tính để giải quyết các vấn đề của người sử dụng. 
Người sử dụng (người, máy móc, các máy tính khác). 
M ục tiêu hệ điều hành 
M ục tiêu của hệ đ iều hành: 
Chạy chương trình và giúp giải quyết vấn đề của người sử dụng dễ dàng hơn. 
Làm cho h ệ thống máy tính dễ sử dụng. 
Sử dụng phần cứng máy tính một cách hiệu quả. 
Định nghĩa hệ điều hành 
Bộ c ấp phát tài nguyên - quản lý và phân bổ tài nguyên. 
C hương trình điều khiển - điều khiển việc thực hiện các chương trình của người sử dụng và hoạt động của các thiết bị I / O. 
Hạt nhân - một chương trình luôn luôn chạy. 
Các hệ thống máy tính 
Các hệ thống mainframe 
Hệ thống xử lý theo lô 
Hệ thống đa chương trình 
Hệ thống đa người dùng 
Hệ thống để bàn 
Hệ thống đa xử lý 
Các hệ thống phân tán: khách – chủ, điểm tới điểm 
Hệ thống cluster 
Hệ thống thời gian thực 
Hệ thống cầm tay 
Hệ thống xử lý theo lô 
Người dùng không tương tác trực tiếp với hệ thống máy tính 
Người dùng chuẩn bị một công việc và đệ trình tới người vận hành máy tính 
Người dùng nhận lại kết quả sau 1 khoảng thời gian không xác định 
Hệ thống đa chương trình 
HĐH giữ nhiều chương trình trong bộ nhớ 
HĐH chạy 1 chương trình trong số đó, khi chương trình này phải đợi, HĐH chuyển sang chạy chương trình khác. 
Hệ thống đa người dùng 
Còn gọi là hệ thống chia sẻ thời gian, cho phép nhiều người dùng tương tác với máy tính 
Mỗi người dùng có ít nhất 1 chương trình đang chạy gọi là tiến trình. 
Hệ thống chia cho mỗi tiến trình một khe thời gian. 
Khi hết khe thời gian thì hệ thống chay tiến trình khác 
Hệ thống để bàn 
Một người dùng sử dụng toàn bộ hệ thống 
Tận dụng hiệu năng CPU không còn là vấn đề quan tâm hàng đầu 
Một số tính năng của hệ thống chia sẻ thời gian vẫn được áp dụng cho hệ thống để bàn 
Hệ thống đa xử lý 
Phổ biến là hệ thống đa xử lý đối xứng 
Mỗi CPU chạy một bản copy của HĐH và liên lạc với nhau khi cần 
Hệ thống đa xử lý có các lợi ích sau 
Tăng hiệu năng 
Tăng tính kinh tế khi mở rộng 
Tăng độ tin cậy 
Hệ thống khách – chủ 
Hệ thống máy chủ dùng phục vụ các yêu cầu từ nhiều máy khách 
Hệ thống điểm tới điểm 
Một HĐH mạng cung cấp một giao thức liên lạc cho phép các tiến trình khác nhau trên các máy tính khác nhau có thể truyền tin được cho nhau. 
Một máy tính trong hệ thống này hoạt động độc lập nhưng vẫn nhận biết được mạng và có thể liên lạc với các máy tính khác trong mạng. 
Máy tính trong hệ thống vừa sử dụng dịch vụ vừa cung cấp dịch vụ 
Hệ thống cluster 
Hệ thống cluster bao gồm 2 hay nhiều hệ thống đơn lẻ 
Thường dùng để tăng độ sẵn sàng và hiệu năng 
Hệ thống thời gian thực 
Hệ thống thời gian thực phải đáp ứng các thách thức về mặt thời gian 
Công việc phải được hoàn thành trong một giới hạn thời gian đã xác định 
Hệ thống thời gian thực cứng đảm bảo các tác vụ quan trọng được hoàn thành đúng hạn 
Hệ thống thời gian thực mềm đảm bảo các tác vụ quan trọng có độ ưu tiên cao nhất 
Hệ thống cầm tay 
Bị giới hạn về sức mạnh phần cứng: tốc độ CPU, kích thước bộ nhớ, kích thước màn hình 
Rất tiện lợi và mang đi được 
Các môi trường tính toán 
Tính toán truyền thống 
Tính toán dựa trên Web 
Tính toán nhúng 
Cấu trúc máy tính 
Các dịch vụ hệ điều hành 
Cấu trúc HĐH: đơn giản 
MS-DOS có cấu trúc nhưng giữa giao diện và chức năng không có sự phân chia rõ rệt 
UNIX bao gồm hai phần : hạt nhân và các chương trình hệ thống 
Cấu trúc HĐH: phân lớp 
Các hệ thống điều hành được chia thành một số lớp, mỗi lớp được xây dựng trên đ ỉnh các lớp thấp hơn. Các lớp dưới cùng (layer 0), là phần cứng, lớp cao nhất (layer N) là giao diện người dùng. 
Với tính mô đun, một lớp chỉ sử dụng chức năng và dịch vụ của các lớp cấp thấp hơn. 
Cấu trúc HĐH: Máy ảo 
Tài liệu tham khảo 
Andrew S. Tanenbaum , Modern Operating Systems (2nd Edition) , 2001 
Abraham Silberschatz , Peter B. Galvin , Greg Gagne , Operating System Concepts ( 8 th edition ), 2008