Bài giảng Hệ điều hành - Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành

Nội dung text: Bài giảng Hệ điều hành - Chương 1: Tổng quan về hệ điều hành

1. Chương 1: Tổng quan về HĐH „ Nội dung chương: „ Vai trò củaHệđiềuhành „ Các thành phầncủa HĐH „ Mộtsố kiếntrúc HĐH „ Quá trình phát triểncủa HĐH „ Mộtsố HĐH hiện đại 8
2. Vai trò của HĐH „ Quảntrị tài nguyên „ Tài nguyên: CPU, RAM, HDD, printer „ Đốitượng sử dụng tài nguyên: Chương trình ƯD „ Nhiệmvụ: Cung cấpgiảithuậtcấp phát, quảntrị tài nguyên cho các đốitượng hoạt động. „ Mụctiêu:Cấpphátđầy đủ, công bằng, hiệuquả „ Điều khiểnthiếtbị „ Nhiệmvụ: Che dấu các chi tiếtphầncứng, tạomôitrường dễ làm việchơnchoNSD. „ Mụctiêu: Tạosựđộclậpthiếtbị. „ Ví dụ: Làm sao để MS.Word có thể in đượcvới nhiềuloạimáy in khác nhau như in kim, laser, phun của nhiều hãng khác nhau 9
3. HĐH và các thành phầncủahệ thống 10
4. HĐH và các thành phầncủahệ thống 11
5. Các dịch vụ củahệ thống „ Nạp và thi hành chương trình (load & run) „ Các thao tác xuấtnhập (I/O Operations) „ Các thao tác truy xuất/cậpnhậthệ thống tậptin (file system) „ Các cơ chế liên lạc/trao đổi thông tin giữacáctác vụ „ Phát hiện/chỉnh sửalỗi „ Æ Giao tiếpgiữacácchương trình ứng dụng và HĐH đượcthựchiệnphầnlớn thông qua các lờigọihệ thống (System Call) 12
6. Các thành phầncủa HĐH „ Quản lý tài nguyên là vai trò quan trọng nhấtcủa HĐH, do đócầncómộtsố thành quảnlýCPU, quảnlýbộ nhớ, „ CPU : quảnlýtiến trình(bao gồmquảnlýCPU) „ RAM : quảnlýbộ nhớ chính „ Input/Output : quảnlýnhập/xuất(thấyrõở DOS) „ Hệ thống tậptin: Quảnlýtậptin „ Hệ thống bảovệ „ Quảnlýmạng „ Shell (giao tiếpngười dùng) 13
7. Các thành phầncủa HĐH Quaûn lyù boä nhôù phuï Quaûn lyù tieán trình Quaûn lyù nhaääp xuaát Heä thoáng taäp tin Quaûn lyù boä nhôù chính Heä thoáng baûo veä Boä thoâng dòch leänh Giao tieáp maïng 14
8. Kiếntrúc HĐH „ Kiếntrúcđơngiản „ Kiếntrúcphânlớp „ Kiếntrúcmáyảo „ Kiến trúc client/server 15
9. 1. Kiếntrúcđơngiản „ Ví dụ điển hình cho kiến Ứng dụng trúc này là DOS, trong đó HĐH chỉ làm một số nhiệm vụ quản lý còn khá đơn Tiệníchthường trú giản và cung cấp thêm một số dịch vụ. „ HĐH = Thư việnhàm. Hệđiều hành (DOS) „ UD củangười dùng vẫn có thể truy cập trực tiếp đến phần cứng thông qua Phầncứng (BIOS, port) BIOS, cổng phần cứng „ Không hỗ trợ đa nhiệm. Ví dụ với HĐH DOS „ Đánh giá khi chương trình treo? 16
10. 2. Kiếntrúcphânlớp „ HĐH phân thành nhiều lớp.Mỗilớpphụ trách 1 chứcnăng đặcthù. „ Lớpbêntrênsử dụng chứcnăng do các lớpbên dưới cung cấp. Æ Khó xác định số lượng lớp, thứ tự lớp!!! Æ Chi phí truyềnthamsố xuyên các lớp!!! 17
11. 3. Kiếntrúcmáyảo (1/4) „ Có nghe đến máy ảo bao giờ? Ví dụ? „ Do mục tiêu của HĐH là chạy được nhiều chương trình đồng thời trên một máy tính nên cách tốt nhất là tạo ra nhiều máy tính ảo từ một máy tính thật để các chương trình chạy riêng trên các máy ảo. „ Về nguyên tắc các chương trình không biết mình đang chạy trên máy ảo, cũng không biết mình đang phải chia sẻ tài nguyên với các chương trình khác. Ví dụ: * „ CPU ảo: mỗi chương trình sở hữu một CPU ảo „ Bộ nhớảo: mỗi chương trình một không gian nhớ riêng 18
12. 3.Kiến trúc máy ảo (2/4) Non-virtual Machine Virtual Machine 19
13. 3.Kiến trúc máy ảo (3/4)- Ví dụ „ Java Virtual Machine Java program Java OS Java VM Process Process Operating System Hardware • Độclậpvới Platform 20
14. 3. Kiếntrúcmáyảo (4/4) „ Ưu điểm: „ Môi trường thuậnlợichosự tương thích „ Tăng tính an toàn cho hệ thống do các VM độclập „ Dễ phát triển các HĐH đơnnhiệmchocácVM độclập. „ Khuyết điểm „ Phứctạp trong việcgiả lập. 21
15. 4. Kiến trúc client/server „ Các dịch vụ của HĐH được chia thành 2 phần: „ Server: phầnhạt nhân, lệ thuộcphầncứng „ Client: các tiệníchhệ thống, sử dụng dịch vụ do server cung cấp 22
16. Giớithiệu các dòng HĐH hiện đại „ Dòng HĐH Windows „ Quá trình phát triển „ Các phiên bản chính „ Dòng HĐH Unix/Linux „ Quá trình phát triển „ Các distro chính 23
17. Dòng HĐH Windows „ Phát triểnbởi Microsoft. „ Hiện đang chiếm 80% Æ 90% thị trường HĐH. „ Số lượng dòng mã chương trình: „ WinNT: 4 triệu „ Win2000: 35 triệu „ WinXP: 40 triệu 24
18. Quá trình phát triểncủa dòng HĐH Windows (1/4) „ Windows 1.0 – Phát hành 12/1985 „ Windows 2.0 „ Phát hành 1987 „ Chỉ hổ trợ bộ vi xử lý Intel 8086 hoặc8088 „ Có thể truy cập1MB bộ nhớ „ Windows 3.0 „ Phát hành 05/1990 „ Có thể truy cập16MB bộ nhớ 25
19. Quá trình phát triểncủa dòng HĐH Windows (2/4) „ Windows 3.1 „ Phát hành 04/1992 „ Hỗ trợ TrueType fonts/ Multimedia „ Windows NT „ Phát hành 07/1993 „ Hỗ trợ chíp Intel 386, 486 và các chíp khác không của Pentium „ Là hệđiềuhànhdòngserver đầu tiên „ Là HĐH đầu tiên hỗ trợ các ỨD 32 bits 26
20. Quá trình phát triểncủa dòng HĐH Windows (2/4) „ Windows 95 „ Phát hành 08/1995 „ Cũng hỗ trợ các ứng dụng 32-bit (nhưng vẫntương thích với các ƯD 16 bits „ Windows 98 „ Phát hành 06/1998 „ Tăng cường về mặthiệunăng và hỗ trợ phầncứng tốthơn „ Tích hợpcáctínhnăng Internet „ Windows Millennium „ Phát hành 12/2000 „ Là phiên bảndestophỗ trợ tốt multimedia. 27
21. Quá trình phát triểncủa dòng HĐH Windows (4/4) „ Windows 2000 „ Phát hành 01/2000 „ Hỗ trợ tính đaxử lý đốixứng : 2-32 CPU. „ Hỗ trợđầy đủ tính năng đa ngôn ngữ (UNICODE) „ Tính hợp đầy đủ các chồng giao thứcmạng thông dụng „ Thuộc dòng HĐH server chuyên dụng. „ Các dòng sảnphẩm: Windows 2000 Professional, Windows 2000 Server, Windows 2000 Advanced Server, Windows 2000 Datacenter Server „ Windows 2003 „ Windows Longhorn „ Hỗ trợ ƯD 64 bits 28
22. Quá trình phát triểncủa dòng HĐH Linux (1/2) „ 1969: UNIX, Thompson & Ritchie (AT&T Bell Lab) „ 1987: Minix, Andy Tanenbaum „ 1991: birth of Linux „ Minix-like OS by Linus Torvard „ limited devices, no networking „ 1994: Linux 1.0 „ only single-processor i386 „ networking (Internet) „ enhanced file system (ext2) „ 1995: Linux 1.2 „ more hardware „ 8086 mode (DOS emulation) included „ Support other architecture:Sparc, Alpha, MIPS 29
23. Quá trình phát triểncủa dòng HĐH Linux (2/2) „ 1996: Linux 2.0 „ multiple architectures, multiple processors „ threads, memory management „ 1999: Linux 2.2 „ 2001: Linux 2.4 „ ISA PnP, USB, „ 12/2003: Linux 2.6 30
24. Các distro chính của HĐH Linux „ Mandrake „ Fedora/Redhat „ Debian „ SUSE „ Gentoo „ 31
25. Các đặc điểm chính củaLinux „ Là HĐH tương tự Unix. „ Là HĐH mã nguồnmở „ Bao gồm khoảng 6 triệu dòng mã (kernel v2.6) „ Tăng trưởng khoảng 25%/năm từ năm 2003 „ Chiếm khoảng 10% thị trường HĐH. 32