-1-

Chöông 1

TOÅNG QUAN

-2-

NOÄI DUNG CHÖÔNG 1

Caáu truùc heä thoáng maùy tính

Khaùi nieäm veà heä ñieàu haønh (HÑH)

Caùc thaønh phaàn cô baûn cuûa HÑH

Lòch söû phaùt trieån cuûa HÑH

Chöùc naêng cuûa HÑH

Baøi taäp

-3-

CAÁU TRUÙC HEÄ THOÁNG MAÙY TÍNH

Phaàn cöùng (hardware)

– CPU

– Boä nhôù :RAM, ROM,ñóa töø, baêng töø…

– Thieát bò I/O : Maøn hình, baøn phím, card I/O…

Phaàn meàm (software)

– Phaàn meàm heä thoáng

– Phaàn meàm öùng duïng

– Coâng cuï phaàn meàm

Phaàn deûo (firmware)

-4-

VÍ DUÏ

Phaàn meàm heä thoáng

– Heä ñieàu haønh

– Heä quaûn trò CSDL: Oracle, SQL Server

– Tieän ích: Norton Disk Doctor, SiSoft Sandra.

Phaàn meàm öùng duïng:

– MS Office, Corel Draw, Netscape Navigator

Heä ñieàu haønh:

– MS-DOS, Windows 9x/ NT/ ME/ 2000/ XP…

– Linux, Solaris, HP-UX, AIX, BSD, MacOS,…

– Novell Netware

-5-

KHAÙI NIEÄM HEÄ ÑIEÀU HAØNH

Heä ñieàu haønh – Operating System

Phaàn meàm naèm giöõa phaàn cöùng

maùy tính vaø ngöôøi duøng

– Ñieàu khieån phaàn cöùng

– Cung caáp caùc dòch vuï cho caùc chöông

trình öùng duïng

Phaàn meàm quaûn lyù vaø phaân phoái taøi

nguyeân maùy tính

-6-

HEÄ ÑIEÀU HAØNH

NGÖÔØI DUØNG

HEÄ THOÁNG MAÙY TÍNH

-7-

CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA HÑH

Phaàn loõi (kernel)

– Quaûn lyù quaù trình

– Quaûn lyù boä nhôù

– Quaûn lyù heä thoáng file

– Quaûn lyù xuaát nhaäp

Phaàn giao dieän:

– Trình thoâng dòch leänh (Command Interpreter,

Shell)

– Giao dieän ñoà hoïa (Graphic User Interface)

KERNEL

SERVICES

APPLICATIONS

-8-

THIEÁT KEÁ CUÛA HEÄ ÑIEÀU HAØNH

Monolithic OS:

– Cung caáp taäp caùc chöùc naêng caàn thieát

– Khoâng phaân bieät chöùc naêng cuûa heä thoáng vaø chöùc

naêng cuûa ngöôøi duøng

– Caùc öùng duïng raøng buoäc vôùi Heä Ñieàu Haønh

– Khoù coù khaû naêng môû roäng khi co theâm yeâu caàu veà

dòch vuï

– Thöôøng duøng cho caùc heä thoáng nhuùng

Microkernel OS vaø thieát keá phaân lôùp:

– Kernel cung caáp caùc dòch vuï cô baûn nhaát veà quaù

trình, boä nhôù vaø lieân laïc giöõa caùc quaù trình

– Caùc dòch vuï ñöôïc ñöa vaøo ñöôïc xaây döïng treân caùc

dòch vuï cô baûn nhaát.

– Thöôøng ñöôïc duøng trong caùc heä ñieàu haønh hieän

ñaïi vaø ña duïng

-9-

THIEÁT KEÁ CUÛA HEÄ ÑIEÀU HAØNH

Virtual machine:

– Heä thoáng ñöôïc xem nhö coù nhieàu maùy tính khaùc

nhau.

– Caùc öùng duïng coù theå chaïy ñoàng thôøi gioáng nhö

chaïy treân caùc caáu truùc phaàn cöùng khaùc nhau

– Caàn nhieàu taøi nguyeân heä thoáng phuïc vuï cho caùc

virtual machine khaùc nhau

– Vi duï: VMWare, Java Virtual Machine

-10-

LÒCH SÖÛ PHAÙT TRIEÅN HÑH

Thao taùc vieân (Operator)

Heä thoáng xöû lyù boù (batch programming system)

Heä thoáng ña chöông(multiprogramming system)

Heä thoáng ña nhieäm (multitasking system):

Heä thoáng ña ngöôøi duøng (multiuser system)

Heä thoáng ña xöû lyù (multiprocessing system)

Heä thoáng nhuùng (embedded systems)

Heä thoáng thôøi gian thöïc (real-time systems)

Heä ñieàu haønh phaân boá (distributed OS)

Heä thoáng xöû lyù boù: thöïc hieän caùc coâng vieäc laàn löôït

theo nhöõng chæ thò ñònh tröôùc.

Heä thoáng xöû lyù ña chöông : thieát keá ñeå taän duïng

khai thaùc CPU baèng caùch toå chöùc caùc coâng vieäc

sao cho CPU luoân ôû traïng thaùi laøm vieäc. Heä ñieàu

haønh löu tröõ coâng vieäc trong boä nhôù. CPU laàn löôït

thöïc hieän coâng vieäc naøy. Khi ñang thöïc hieän neáu coù

yeâu caàu truy xuaát thieát bò thì CPU khoâng nghæ maø

thöïc hieän coâng vieäc tieáp theo.

Heä thoáng ña nhieäm (môû roäng logic cuûa ña chöông):

nhieàu coâng vieäc cuøng ñöôïc thöïc hieän thoâng qua cô

cheá chuyeån ñoåi CPU nhö heä thoáng ña chöông

nhöng thôøi gian chuyeån ñoåi raát nhanh.

-11-

Heä thoáng ña ngöôøi duøng: söû duïng vieäc laäp lòch CPU

vaø xöû lyù ña chöông ñeà cung caáp cho ngöôøi söû duïng

phaàn nhoû trong maùy tính chia seû. Moät chöông trình

ñöôïc thi haønh goïi laø tieán trình(process). Trong quaù

trình thi haønh tieán trình, noù phaûi thöïc hieän thao taùc

nhaäp xuaát vaø trong khoaûng thôøi gian ñoù CPU seõ thi

haønh moät tieán trình khaùc. Heä thoáng ña ngöôøi duøng

cho pheùp nhieàu ngöôøi duøng chia seû maùy tính moät

caùch ñoàng boä do thôøi gian chuyeån ñoåi nhanh neân ta

coù caûm giaùc laø caùc tieán trình ñang ñöôïc thi haønh

cuøng luùc. Heä coù chöùc naêng quaûn trò vaø baûo veä boä

nhôù, söû duïng boä nhôù aûo, cung caáp heä thoáng taäp tin

truy xuaát online,…

-12-

Heä thoáng ña xöû lyù : laø heä thoáng goàm nhieàu boä xöû lyù

cuøng chia seû heä thoáng ñöôøng truyeàn döõ lieäu, ñoàng

hoà, boä nhôù, thieát bò ngoaïi vi, …Thoâng thöôøng moãi boä

xöû lyù chaïy vôùi moät baûn sao heä ñieàu haønh, caùc baûn

sao lieân laïc vôùi nhau khi caàn thieát

Heä thoáng phaân taùn: Caùc boä xöû lyù khoâng chia seû boä

nhôù vaø ñoàng hoà, nhöng moãi boä xöû lyù coù boä nhôù cuïc

boä rieâng. Caùc boä xöû lyù thoâng tin vôùi nhau thoâng qua

caùc bus toác ñoä cao hay ñöôøng daây ñieän thoaïi. Heä

thoáng phaân taùn bao goàm : maùy vi tính, maùy traïm,

mainframe, duøng chia seû : taøi nguyeân, taêng toác ñoä

tính toaùn, an toaøn, thoâng tin lieân laïc, …

-13-

Heä thoáng thôøi gian thöïc: heä thoáng ñoøi hoûi khaét khe

veà thôøi gian xöû lyù nhanh, heä thoáng phaûi phaûi cho

keát quaû chính xaùc trong khoaûng thôøi gian ngaén.

-14-

-15-

VÍ DUÏ VEÀ CAÙC HÑH

MS-DOS

Windows 3.11/ 95/ 97/ 98/ 99/ ME

Windows NT/ 2000/ XP…

UNIX: Solaris, Linux, SCO, HP-UX,

AIX, …

BeOS, RTLinux, …

Mach, Amoeba…

-16-

CHÖÙC NAÊNG HEÄ ÑIEÀU HAØNH

Quaûn lyù quaù trình

(process management)

Quaûn lyù boä nhôù

(memory management)

Quaûn lyù heä thoáng löu tröõ

(storage management)

Giao tieáp vôùi ngöôøi duøng

Quản lí thiết bị

Quaûn lyù quaù trình(process): coøn goïi tieán trình, laø

moät chöông trình ñang thi haønh. Nhöng roäng

hôn, laø moät coâng vieäc theo loâ (boù batch) laù moät tieán

trình, moät chöông trình ngöôøi duøng chia seû thôøi gian

laø moät tieán trình… Moät tieán trình söû duïng taøi

nguyeân nhö thôøi gian CPU, boä nhôù, taäp tin, thieát

bò nhaäp xuaát ñeå hoaøn thaønh coâng vieäc. Taøi

nguyeân ñöôïc cung caáp khi tieán trình ñöôïc taïo ra

hay trong quaù trình thi haønh. Khi tieán trình ñöôïc taïo,

noù söû duïng taøi nguyeân vaät lyù vaø luaän lyù, khôûi taïo döõ

lieäu, …vd: tieán trình hieån thi taäp tin leân maøn hình :

ñaàu vaøo laø teân taäp tin, sau ñoù tieán trình thöïc

hieän chæ thò thích hôïp, thöïc hieän lôøi goïi heä thoáng

ñeå nhaän ñöôïc thoâng tin mong muoán vaø hieån thò

leân maøn hình

-17-

Vai troø cuûa heä ñieàu haønh trong vieäc quaûn lyù tieán

trình:

Taïo vaø huûy tieán trình cuûa ngöôøi duøng vaø heä thoáng.

Ngöng vaø thöïc hieän laïi moät tieán trình

Cung caáp cô cheá ñoàng boä tieán trình

Cung caáp cô cheá kieåm soaùt Deadlock

Quaûn lyù boä nhôù chính :

Boä nhôù chính laø trung taâm thao taùc xöû lyù.

Maûng caùc kieåu byte hay word, moãi phaàn töû ñeàu coù ñòa chæ

Nôi CPU truy xuaát döõ lieäu nhanh nhaát, nôi CPU ñoïc

nhöõng chæ thò ñeå thi haønh

Moät chöông trình khi thi haønh phaûi ñöôïc aùnh xaï thaønh

ñòa chæ tuyeät ñoái vaø naïp vaøo boä nhôù chính. Khi thi

haønh, heä thoáng truy xuaát caùc chæ thò vaø döõ lieäu cuûa

chöông trình trong boä nhôù chính.

-18-

-19-

Ñeå toái öu hoùa hoaït ñoäng CPU vaø toác ñoä maùy tính, thì moät

soá tieán trình ñöôïc löu trong boä nhôù chính.

Vai troø cuûa heä ñieàu haønh trong vieäc quaûn lyù boä nhôù :

Löu tröõ thoâng tin veà vò trí trong boä nhôù ñaõ söû duïng

vaø ai söû duïng.

Quyeát ñònh tieán trình naøo ñöôïc naïp vaøo boä nhôù

chính

Caáp phaùt vaø thu hoài boä nhôù khi caàn thieát.

-20-

Quaûn lyù heä thoáng löu tröõ (boä nhôù phuï)

Bao goàm heä thoáng ñóa löu tröõ caùc chöông trình vaø döõ

lieäu

Caùc chöông trình dòch, hôïp ngöõ, thuû tuïc, trình soaïn

thaûo,… ñeàu ñöôïc löu treân boä nhôù phuï

Vai troø heä ñieàu haønh trong vieäc quaûn lyù ñóa :

Quaûn lyù vuøng troáng treân ñóa.

Ñònh vò löu tröõ.

Laäp lòch cho ñóa

-21-

Quaûn lyù heä thoáng nhaäp xuaát

Heä thoáng nhaäp xuaát bao goàm :

Buffer caching khay ñeäm

Giao tieáp ñieàu khieån thieát bò (device drivers)

Boä ñieàu khieån cho caùc thieát bò phaàn cöùng

Quaûn lyù heä thoáng taäp tin

Taäp tin laø ñôn vò löu tröõ logic, heä ñieàu haønh taïo ra aùnh xaï

töø taäp tin ñeán vuøng löu tröõ thoâng tin treân ñóa vaø truy xuaát

nhöõng taäp tin naøy thoâng qua thieát bò löu tröõ.

Taäp tin laø taäp hôïp thoâng tin do ngöôøi duøng taïo ra,

chöùa chöông trình vaø döõ lieäu. Döõ lieäu taäp tin laø soá, kyù

töï,…

Vai troø cuûa heä ñieàu haønh :

Taïo vaø xoùa taäp tin, thö muïc

Hoã trôï caùc thao taùc treân taäp tin, thö muïc

Aùnh xaï taäp tin treân heä thoáng löu tröõ phuï, backup taäp tin treân

caùc thieát bò löu tröõ

Quaûn lyù baûo veä

Heä thoáng nhieàu ngöôøi söû duïng vaø nhieàu tieán trình dieãn ra

doàng thôøi, caùc tieán trình phaûi ñöôïc baûo veä. Do ñoù heä

thoáng phaûi coù cô cheá baûo ñaûm taäp tin, boä nhôù, CPU, vaø

nhöõng taøi nguyeân khaùc chæ ñöôïc truy xuaát bôû nhöõng tieán

trình coù quyeàn. Ví duï: boä nhôù baûo ñaûm tieán trình chæ ñöôïc

truy xuaát trong phaïm vi ñòa chæ cho pheùp, hay boä ñeám

thôøi gian baûo ñaûm khoâng coù tieán trình naøo ñoäc chieám

CPU,…

Heä thoáng baûo veä laø cô cheá kieåm soaùt quaù trình truy xuaát

cuûa chöông trình, tieán trình, hoaëc cuûa ngöôøi duøng ñoái vôùi

taøi nguyeân heä thoáng. Heä thoáng baûo veä cuõng laøm taêng ñoä

an toaøn khi kieåm tra loãi trong giao tieáp giöõa nhöõng heä

thoáng nhoû beân trong.

-22-

Giao tieáp vôùi ngöôøi duøng

Cô cheá doøng leänh : caùch thöùc giao tieáp giöõa ngöôøi söû

duïng vaø heä ñieàu haønh. Moät soá heä ñieàu haønh ñaët cô cheá

doøng leänh beân trong haït nhaân, moät soá khaùc thì xem heä

ñieàu haønh laø moät chöông trình ñaëc bieät ñöôïc thi haønh khi

heä thoáng baét ñaàu laøm vieäc.

Caùc leänh ñöa vaøo heä ñieàu haønh thoâng qua boä ñieàu khieån

leänh, cô cheá doøng leänh, hoaëc daïng thaân thieän vôùi ngöôøi

söû duïng nhö giao dieän ñoà hoïa, …

Caùc leänh coù lieân quan vôùi vieäc taïo vaø quaûn lyù caùc tieán

trình, kieåm soaùt nhaäp xuaát, quaûn lyù boä löu tröõ phuï, quaûn

lyù boä nhôù chính, quaûn lyù truy xuaát taäp tin vaø cô cheá baûo

veä heä thoáng

-23-

-24-

BAØI TAÄP

1. Phaân loaïi caùc chöông trình sau :

Photoshop, Internet Explorer, Win 2000 Datacenter,

Win2000 Añvanced Server, Oracle, MySQL, MS

Powerpoint, BeOS, MacOS, Solaris, Linux, MS-DOS,

Norton Utilities.

2. Phaân loaïi caùc heä ñieàu haønh sau :

Windows NT, Win98SE, Windows ME,Windows XP,

Linux, BeOS, Solaris, SCO-UNIX, MS-DOS.

3. Nhieäm vuï naøo sau ñaây laø cuûa heä ñieàu haønh :

- Kieåm tra quyeàn söû duïng heä thoáng

- Kieåm tra quyeàn taïo, xoùa moät file

- Kieåm tra vaø taét caùc chöông trình virus, worm.

- Kieåm tra vaø taét caùc chöông trình aûnh höôûng ñeán hoaït

ñoäng cuûa kernel

- Kieåm tra vaø quaûn lyù caùc thieát bò phaàn cöùng

-25-

BAØI TAÄP

4. Thieát laäp trình töï cho caùc hoaït ñoäng sau

Chaïy öùng duïng, naïp driver, POST, ñoïc MBR, naïp OS,

chaïy caùc dòch vu.

5. Choïn löïa heä ñieàu haønh söû duïng ñoái vôùí

- Ngöôøi duøng caù nhaân

- Coâng ty nhoû

- Coâng ty vöøa, lôùn

- Ngaân haøng

6. Linux coù öu ñieåm gì ? HÑH naøy coù theå phoå bieán

vôùi moïi ngöôøi duøng nhö Windows hay khoâng ?