BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNH

Phần lý thuyết

Chương 1Cấu Trúc Hệ Thống Máy Tính

GV: Nguyễn Duy Nhấtnhatnd@hcm.fpt.vn

Hệ Thống Máy Tính Computer System Là 1 đơn vị xử lý độc lập có khả

năng tương tác với người sử dụng Ví dụ : PC (Personal Computer),

Laptop, Notebook, Work Station, Server, …

Các thành phần của 1 hệ thống máy tính(Computer System)

Trung tâm xử lý Thùng máy (Computer Case)

Thiết bị hiển thị (Display Device) màn hình (Monitor)

Thiết bị nhập (Input Device) Bàn phím (Keyboard), Chuột (Mouse)

Thiết bị in ấn, loa, …

Trung Tâm Xử Lý

Thùng máy (Case) Bộ cấp nguồn (PSU =

Power Supply Unit) Bo mạch chủ

(MotherBoard, MainBoard)

Chip vi xử lý trung tâm (CPU = Central Proccessing Unit)

Bộ nhớ (Memory, RAM = Random Access Memory)

Mạch đồ họa (VGA Card= Video Graphics Array)

Các mạch chuyên dụng khác : Sound card, Network card, Fax/Modem card, TV Turner card …

Các thiết bị lưu trữ và truy xuất : Ổ cứng (HardDrive), ổ mềm (FloppyDrive), CD/DVD Rom, …

Bo mạch chủ (1)

RAM

ROM

Bo mạch chủ (2)

Vỏ máy (Case) và PSU

Vai trò của chip vi xử lý (CPU)

Chịu trách nhiệm xử lý mọi hoạt động của máy tính.

Được sự hỗ trợ bởi các Device Controller Bộ điều khiển thiết bị

Device Controller chịu trách nhiệm xử lý các hoạt động đặc thù : thao tác toán học, thao tác của các thiết bị như VGA card, Sound card, …

CPU và các DC chia sẻ với nhau đường truyền (bus) dữ liệu, bộ nhớ chính, …

Quá Trình (Các trạng thái xảy ra khi máy tính) Khởi Động (1)

Người sử dụng kích hoạt power switch trên motherboard kích hoạt PSU motherboard khởi động khởi động chương trình bootstrap.

Bootstrap :1. Khởi động và kiểm tra các thiết bị của máy

tính : CPU, RAM, VGA, Các ổ đĩa …2. Định vị hệ điều hành sẽ được khởi động3. Khởi động hệ điều hành

Cơ chế hoạt động giữa CPU và các DC

CPU và các DC : thành phần nòng cốt của Motherboard, đóng vai trò như các đơn vị xử lý.

CPU

DC DC

DCDC

RAM

DC = Device Controller = bộ điều khiển thiết bị

1 DC đóng vai trò điều khiển, là trung tâm xử lý của từng thiết bị riêng biệt trong hệ thống máy tính.

Thiết bị có thể được tích hợp sẵn trên Motherboard (như ALU, Co-Proccessor, …) hoặc là 1 thiết bị rời / card gắn thêm vào Motherboard qua các khe cắm, cổng.

Cơ chế ngắt

Xem sách trang 3 Ngắt : cơ chế liên lạc giữa các thành

phần trong CS Cơ chế phát sinh ngắt Hàm dịch vụ xử lý ngắt Bảng vector ngắt Stack hệ thống

Các thiết bị trong 1 CS hiện đại

CPU Case MotherBoard Ram CPU VGA Card Sound Card HDD CD/DVD Drive FDD PSU

Monitor Keyboard Mouse Speaker …

Cấu trúc nhập xuất Nhập xuất cách thức liên lạc giữa

CPU và các DC. Mỗi DC đăng ký 1 hoặc 1 tập thanh

ghi + 1 vùng nhớ đệm cục bộ (local buffer)

CPU gởi yêu cầu xử lý đến DC qua thanh ghi DC xử lý và đưa dữ liệu kết quả ra local buffer.

Các cơ chế nhập xuất Nhập xuất đồng bộ : DC hoặc CPU

sau khi yêu cầu xử lý sẽ chờ cho đến khi nhận được kết quả thích hợp.

Nhập xuất không đồng bộ : DC hoặc CPU sau khi yêu cầu xử lý tiếp tục làm công việc khác, chỉ nhận kết quả bằng 1 thông báo bởi 1 ngắt phát sinh do DC được yêu cầu.

Mô tả thiết bị trong CS

Cấu trúc lưu trữ Cấu trúc lưu trữ của 1 CS gồm :

• Bộ nhớ chính• Thanh ghi, cache• Đĩa cứng, mềm, đĩa CD/DVD, USB Drive , …• Băng từ

Cơ chế bảo vệ phần cứng

Bảo vệ = CPU Bộ nhớ Cấu trúc nhập xuất Quản lý chia sẻ các tài nguyên khác

BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNH

Phần lý thuyết

Chương 2Tổng Quan Về Hệ Điều Hành

GV: Nguyễn Duy Nhấtnhatnd@hcm.fpt.vn

Khái niệm HĐH

Các chương trình ứng dụng

Word Excel Games …

Hệ Điều Hành

Tài nguyên phần cứng

Người sử dụng

Hệ Thống Máy Tính

Khái niệm HĐH

Là chương trình hoạt động giữa người sử dụng và phần cứng máy tính.

Cung cấp môi trường để người sử dụng cài đặt và thi hành các chương trình tiện ích.

Quản lý, phân phối và bảo vệ tài nguyên phần cứng

Tài nguyên phần cứng = CPU, bộ nhớ, cấu trúc nhập xuất, cấu trúc lưu trữ

Phân loại HĐH Hệ thống xử lý theo lô đơn giản Hệ thống xử lý theo lô đa chương Hệ thống chia sẻ thời gian Hệ thống song song Hệ thống phân tán

Hệ thống xử lý theo lô đơn giản

Xử lý theo lô (batch proccessing) : các công việc được thực hiện tuần tự được chỉ định trước

Khuyết điểm : không tận dụng được hiệu suất sử dụng CPU và các tài nguyên phần cứng.

LOOK

Tương tự SCAN hoặc C-SCAN. Nhưng thuật toán sẽ tự nhận biết khối yêu cầu nào ở sát phía bên trái và bên phải.

Các thuật toán đọc đĩa : ưu - khuyết điểm FCFS : thích hợp trong trường hợp dữ

liệu được lưu trữ liên tục. SCAN, C-SCAN, LOOK : thích hợp với

lượng dữ liệu cần truy xuất lớn. SSTF : thường được sử dụng.

Interleave Chức năng Interleave để đồng bộ hai

chức năng đọc và ghi dữ liệu cùng lúc : các sector có số hiệu liên tiếp không nằm kề nhau trên đĩa, mà nằm cách nhau một khoảng = interleave.

Được đặt ra trong quá trình định dạng đĩa.

Một số cơ chế nhập xuất khác Xem sách trang 178 189

Một số ví dụ : Hệ thống nhập xuất trên DOS, Windows

Xem sách 189 – 205, 210 - 218