Khoa Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thông
Đại học Cần Thơ
Giảng viên: Hà Duy An


1.
2.
3.
4.

Hệ điều hành là gì?
Tổ chức hệ thống máy tính
Các thành phần của hệ điều hành
Các môi trường điện toán

8/8/2013

2

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành



• Là một chương trình quản lý tài nguyên của máy tính, đóng
vai trò như một lớp trung gian giữa người sử dụng máy tính và
phần cứng của máy tính.
• Mục đích của hệ điều hành:
o Thực thi chương trình người dùng và giúp giải quyết các vấn của
người dùng dễ dàng hơn
o Làm cho hệ thống máy tính dễ sử dụng hơn.
o Sử dụng tài nguyên phần cứng máy tính hiệu quả.


6

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Tùy thuộc vào góc nhìn: user view, system view
• Người dùng cần tiện lợi, dễ sử dụng, hiệu năng cao => không
quan tâm đến việc chia sẽ các nguồn tài nguyên.
• Share computer (mainframe, minicomputer): chia sẽ công
bằng và tận dụng các nguồn tài nguyên hiệu quả nhất có thể.
• Người dùng ngồi tại máy trạm (workstation) sử dụng các
nguồn tài nguyên dùng chung: networking and servers (file,
compute, and print servers) => hài hòa giữa việc sử dụng các
tài nguyên cá nhân và tận dụng tài nguyên chia sẽ
• Các thiết bị cầm tay: tài nguyên tính toán, năng lượng giới hạn
8/8/2013

7

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Bộ cấp phát tài nguyên (Resource Allocator):
o Quản lý tất cả các tài nguyên
o Đảm bảo cạnh tranh sử dụng hiệu quả và công bằng
các nguồn tài nguyên

• Chương trình điều khiển (Control Program):
o Điều khiển sự thực thi của các chương trình để ngăn


11

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Ngắt chuyển điều khiển đến các thường trình dịch vụ xử lý
ngắt (interrupt service routine) thông qua vector ngắt (chứa địa
chỉ của thường trình dịch vụ)
• Kiến trúc ngắt phải lưu trữ địa chỉ của các lệnh xử lý ngắt
• Một trap hay exeption là một ngắt phát sinh bởi phần mềm do
một lỗi hay một yêu cầu của người dùng
• Hệ điều hành hướng ngắt (interrupt driven)

8/8/2013

12

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Hệ điều hành dừng công việc đang thực hiện
o Lưu giữ trạng thái của CPU bằng cách lưu trữ các thanh ghi và
bộ đếm chương trình

• Xác định loại ngắt xảy ra:
o Generic routine
o Interrupt vetor

• Thực thi intrrupt service routine

ngược lại
8/8/2013

15

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Để bắt đầu một thao tác I/O, device driver nạp vào các thanh
ghi trong device controller thao tác cần thực hiện
• Device controller dựa vào nội dung của các thanh ghi để thực
thi thao tác tương ứng
• Khi hoàn thành I/O, device controller báo cho device driver
thông qua ngắt
• Device driver chuyển quyển điều khiển cho hệ điều hành có
thể bao gồm dữ liệu hay một con trỏ

8/8/2013

16

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Được sử dụng cho các thiết bị I/O tốc độ cao, có thể chuyển dữ
liệu gần bằng với tốc độ bộ nhớ
• Bộ điều khiển thiết bị chuyển các khối dữ liệu từ vùng đệm
lưu trữ của thiết bị trực tiếp vào bộ nhớ chính mà không có sự
can thiệp của CPU
• Chỉ một ngắt sinh ra cho mỗi block thay vì mỗi byte

o Có nhiều kỹ thuật khác nhau
o Đang ngày càng trở nên phổ biến hơn.
8/8/2013

19

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Hệ thống lưu trữ tổ chức phân cấp:
o
o
o
o

8/8/2013

Tốc độ
Giá
Kích thước
Tính bay hơi

20

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Là một nguyên lý quan trọng, được cài đặt nhiều mức độ trong
một máy tính (phần cứng, hệ điều hành, phần mềm)
• Thông tin được sao chép tạm thời từ thiết bị lưu trữ chậm đến

• Đa xử lý bất đối xứng (Asymmetric Multiprocessing)
• Đa xử lý đối xứng (Symmetric Multiprocessing)
8/8/2013

22

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


8/8/2013

23

Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành


• Giống như multiprocessor, nhưng nhiều hệ thống máy tính
riêng lẽ được tổ chức để hoạt động cùng nhau:
o Thông thường chia sẽ lưu trữ thông qua vùng lưu trữ mạng
(Storage-area network hay SAN)
o Cung cấp các dịch vụ có tính sẵn dùng cao, khả năng chịu lỗi:
• Asymmetric clustering
• Symmetric clustering

o Cluster dùng cho high-performance computing (HPC): các ứng
dụng phải được thiết kế để tận dụng khả năng tính toán song
song của hệ thống
o Cluster có thể được trang bị khả năng DLM (distributed lock
manager) để tránh các thao tác xung đột trên dữ liệu chia sẽ dùng
chung