Bài giảng Hệ điều hành - Vũ Lê Hương

 phục 
vụ theo 1 hướng duy nhất
 Nhận xét?
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-14-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
VÍ DỤ VỀ GIẢI THUẬT C-SCAN
 Như giải thuật N-step-SCAN nhưng chỉ phục vụ theo 1 hướng 
duy nhất
 Nhận xét?
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-15-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
GIẢI THUẬT C-LOOK
 Như C-SCAN, nhưng chỉ di chuyển đầu đọc tới track ngoài cùng 
được phục vụ rồi quay lại track trong cùng cần phục vụ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-16-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
QUẢN LÝ ĐĨA
 Low-level formatting: chia đĩa ra các sector để disk 
controller có thể đọc, ghi được
 Lưu cấu trúc dữ liệu của OS lên đĩa
– Partitioning: phân vùng đĩa
– High-level formatting: tạo hệ thống file trên partition
 Tạo boot block
 Xử lý lỗi: kỹ thuật sector sparing
 Quản lý vùng swap
– Tạo vùng swap khi nào?
– Sử dụng dùng swap-map
 Lắp đặt đĩa 
– qua cổng I/O 
– qua mạng (Network Attached Storage)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-17-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
HỆ THỐNG LƯU TRỮ ỔN ĐỊNH
(Stable Storage System)
 Đảm bảo thông tin lưu trữ luôn tồn tại dù bất kỳ lỗi nào 
xảy ra trong quá trình đọc/ghi.
 Các vấn đề xảy khi đọc/ghi đĩa thường:
– Ghi thành công: block đích chứa thông tin mới
– Thất bại một phần: block đích chứa thông tin sai
– Thất bại hoàn toàn: block đích chứa thông tin như cũ
 Hiện thực: dùng 2 block vật lý cho 1logical block
– Ghi thông tin vào block (vật lý) thứ 1 rồi thứ 2. 
– Việc ghi thành công  block thứ 2 ghi xong
– Kiểm tra sự giống nhau của 2 block  phát hiện lỗi và xử lý để 
đảm bảo tính nhất quán thông tin
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-18-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
CÁC KỸ THUẬT TĂNG HIỆU SUẤT 
ĐĨA CỨNG
 Lưu dữ liệu truy xuất thường xuyên trong bộ nhớ
– virtual disk, disk caching
 Kỹ thuật bufferring
– Read – ahead, write-behind
 Defragment đĩa  giảm seek time
 Phân vùng đĩa  phân mảnh bị giới hạn
 Interleaving  giảm latency time
 Nén dữ liệu
 Đật các ứng dụng/ file/ directory structure ở giữa đĩa
 Dùng hệ nhiều đĩa cứng (RAID system)
 Hiện thực giải thuật định thời đĩa băng phần cứng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-1-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
CHƯƠNG 13: HỆ THỐNG PHÂN BỐ
(Distributed Systems)
 Định nghĩa hệ phân bố
 Đặc điểm của hệ thống phân bố
 Tính chia xẻ tài nguyên
 Tính mở
 Tính đồng thời
 Tính khả mở qui mô
 Tính kháng lỗi
 Tính trong suốt
 Đặc điểm hệ điều hành phân bố
 Kiến trúc hệ điều hành phân bố & microkernel
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-2-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
ĐỊNH NGHĨA HỆ PHÂN BỐ
 Tập các máy tính tự trị được nối mạng với nhau kết hợp 
lại để tính toán, được trang bị một lớp phần mềm phân 
bố, giúp việc sử dụng hệ thống như 1 máy tính duy nhất
 Tại sao phải dùng hệ thống phân bố?
Network
Workstations
PCs
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-3-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
ĐỊNH NGHĨA HỆ PHÂN BỐ (tt)
 Phần mềm phân bố:
– Cho phép các máy tính chia xẻ tài nguyên, cung cấp dịch 
vụ truy cập tài nguyên như ở một máy đơn.
 Ví dụ về hệ thống phân bố
– Distributed UNIX system
– Hệ thống các máy ATM & các máy tính ngân hàng
– Hệ thống đặt vé, kiểm tra vé máy bay, tàu hỏa…
 Ví dụ về các dịch vụ phân bố
– Hệ thống file phân bố (Network File System)
– NIS (Network Information System), NIS+, Active 
Directory, Lightweight Direcoty Access Protocol (LDAP)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-4-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ PHÂN BỐ
 Chia xẻ tài nguyên (Resources sharing)
 Cần quản lý tài nguyên hiệu quả
Mô hình client/server hoặc object/ object manager
 Tính mở (Openness): 
– Hệ thống phải có khả năng mở rộng theo nhiêu hướng, không 
làm ảnh hưởng dịch vụ cũ
 Tính đồng thời (Concurrency)
– Nhiều ngươi dùng, chương trình chạy đồng thời, sử dụng taì
nguyên trên nhiều máy khác nhau.
 Tính khả mở qui mô (Scalability)
– Tăng kích thước hệ thống không làm ảnh hưởng đến các phần 
mềm, dịch vụ đang chạy
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-5-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ PHÂN BỐ (tt)
 Tính kháng lỗi (Fault tolerance)
– Chương trình vẫn chạy đúng khi có máy và phần mêm, dịch vụ
bị lỗi, hỏng hóc
– Hiện thực: nguyên tắc dư thừa và phục hồi lỗi ở cấp phần mềm 
 tính sẵn sàng cao (High Availability)
 Tính trong suốt ( Transparency)
– Giúp người dùng cảm nhận hệ thống là một máy tính đơn duy 
nhất
– Tiêu chuẩn ISO đưa ra 8 dạng trong suốt về:
1. Truy cập 5. Xử lý lỗi
2. Vị trí 6. Việc di dời
3. Tính đồng thời 7. Tăng hiệu suất hệ thống
4. Việc nhân bản 8. Việc mở rộng qui mô
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-6-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
TÍNH TRONG SUỐT (TRANSPARENCY)
 Trong suốt về truy cập (Access Transparency)
– Cho phép truy cập các tài nguyên cục bộ hoặc ở máy ở xa bằng 
các tác vụ như nhau
– Ví dụ: NFS (Network File System)
 Trong suốt về vị trí (Location Trans. )
– Người sử dụng có thể dùng tài nguyên mà không cần biết vị trí
của tài nguyên trong hệ thống 
– Ví dụ: Dịch vụ tên NIS, Active Directory
 Trong suốt về sự đồng thời (Concurrency Trans.) 
– Các user dùng cùng tài nguyên không cần biết sự hiện diện của 
các user khác và không cản trở lẫn nhau.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-7-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
TÍNH TRONG SUỐT (tt)
 Trong suốt về việc nhân bản (Replication Trans.)
– Cho phép tạo nhiều bản sao(replica) của tài nguyên
– User không cần biết sự tồn tại của các bản sao
– Ví dụ: Có chế tạo bản sao của Oracle DBMS
 Trong suốt về mặt xử lý lỗi (Failure Trans.)
– Che giấu lỗi nếu có xảy ra và cho phép ứng dụng của người 
dùng có thể hoàn thành
– Ví dụ: xử lý giao tiếp trong Java CORBA, RMI, Jini.
 Trong suốt về sự di dời (Migration Trans.)
– Sự di chuyển của các tài nguyên trong hệ thống không ảnh 
hưởng đến các hoạt động của người dùng và trình ứng dụng.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-8-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
TÍNH TRONG SUỐT (tt)
 Trong suốt về hiệu suất (Performance Trans.)
– Cho phép hệ thống có thể được tái cấu hình để cải thiện hiệu 
suất xử lý và thay đổi tải
– Quá trình tái cấu hình không ảnh hưởng đến hoạt động của 
người dùng và ứng dụng
 Trong suốt về mở rộng qui mô(Scaling Trans.)
– Cho phép hệ thống và ứng dụng mở rộng mà không thay đổi cấu 
trúc hệ thống và giải thuật của ứng dụng
 Một số ví dụ và nhận xét:
– rlogin: không có tính trong suốt về vị trí, về truy cập
– E-mal : có tính trong suốt về ví trí, truy cập  có tính trong suốt 
về mạng
– Tính trong suốt có thể cần thiết hoặc không cần thiết
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-9-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
HỆ ĐIỀU HÀNH PHÂN BỐ
(Distributed Operating System – DOS)
 Đặc điểm
– Cho phép user lập trình dế dàng trên hệ phân bố
– Cung cấp các k/niệm trừu tượng về tài nguyên để người dùng 
sử dụng mà không cần quan tâm đến vị trí của chúng
– Gồm các kernel và các quá trình cung cấp dịch vụ
– Ít có sự phân biệt giữa hệ điều hành, dịch vụ và ứng dụng trên 
hệ thốngø
 Ví dụ
– Mach, Chorus: hệ thống thương mại, kỹ thuật
– Amoeba, Clouds, V System: trong kỹ thuật
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-10-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
KIẾN TRÚC HỆ THỐNG PHÂN BỐ
 Các thành phầân
– Hạ tầng cung cấp phương thức quản lý tài nguyên
– Kernel và các quá trình server: các chương trình quản lý tài nguyên
 Yêu cầu
– Mọi tài nguyên có interface để sử dụng
– Chi tiết quản lý tài nguyên được đóng gói
– Xử lý song song việc truy cập các tài nguyên
– Bảo vệ tài nguyên
 Các vấn đề liên quan khi thiết kế hệ thống
– Đặt tên tài nguyên (Resource naming)
– Giao tiếp giữa các quá trình ( Communication)
– ĐỊnh thời dùng tài nguyên ( Scheduling)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-11-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
MÔ HÌNH HỆ ĐIỀU HÀNH PHÂN BỐ
 Microkernel: cung cấp những dịch vụ cơ bản nhất của hệ điều hành
 Các dịch vụ còn lại do các quá trình server thực hiện
 Hệ thống giả lập được nhiều OS và hỗ trợ nhiều thư viện lâp trình của các 
ngôn ngữ khác nhau.
 Các ứng dụng không dùng dịch vụ của ukernel mà dùng các hệ thống hỗ
trợ cho 1 ngôn ngữ hoặc dùng các dịch vụ do OS emulation system cung 
cấp
Computer & network hardware
Microkernel
Language Support 
Sytem
OS Emulation 
System
Open Services & Application Processes/ Objects 
Language Support 
System
OS Emulation 
System
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 
-12-Baøi giaûng moân heä ñieàu haønh Vuõ Leâ Huøng Khoa CNTT – ÑHBK TP. 
HCM
KIẾN TRÚC MICROKERNEL
 Process manager: quản lý &xử lý các tác vụ cấp thấp cho quá trình. Bao gồm 
cảhệ thống hỗ trợ các ngôn ngữ và hệ thống giả lập các OS
 Thread manager: tạo, đồng bộ, định thời các thread
 Communication manager: giao tiếp giữa các thread các quá trình ở các máy 
khác nhau
 Memory manager: quản lý bộ nhớ, cache
 Supervisor: gởi interrupt, system call trap, exception đến các trình xử lý tương 
ứng
Memory 
Manager
Thread 
Manager
Supervisor
Communication 
Manager
Process Manager
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -