Bài giảng Hệ điều hành - Chương 2: Tổng quan về hệ điều hành

cấu trúc đơn giản (monolithique)
Thủ tục chính
Thủ tục dịch vụ
Thủ tục tiện ích
Cấu trúc HĐH (2)
• Các hệ cấu trúc đơn giản (tt)
Drivers ROM BIOS
Drivers MS-DOS
Ctrình hệ thống thường trú
Ctrình ứng dụng
Cấu trúc MS-DOS
Cấu trúc HĐH (3)
• Các hệ cấu trúc đơn giản (tt)
– Khuyết điểm:
• Không che dấu dữ liệu (1 thủ tục có thể gọi
đến tất cả các thủ tục khác)
• Khó kiểm soát và bảo vệ hệ thống
• Thiếu chủ động trong quản lý môi trường
do hệ thống thủ tục mang tính chất tĩnh (chỉ
được kích hoạt khi cần thiết)
Cấu trúc HĐH (4)
• Cấu trúc phân lớp
Lớp N -1
Lớp N
Vd: cấu trúc hđh THE
Lớp 5: ctrình ứng dụng
Lớp 4: Quản lý bộ đệm cho t/bị
xuất nhập
Lớp 3:Trình quản lý thao tác console
Lớp 2: Quản lý bộ nhớ
Lớp 1: Điều phối CPU
Lớp 0: Phần cứng
Cấu trúc HĐH (5)
• Cấu trúc phân lớp (tt)
–Ưu điểm: 
• đơn giản việc tìm lỗi và kiểm chứng hệ thống
• Đơn giản trong việc thiết kế và cài đặt
– Khuyết điểm:
• Bao nhiêu lớp là đủ ?, thứ tự sắp xếp các lớp ?
• Kém hiệu quả do 1 lời gọi thủ tục có thể kích
hoạt lan truyền các thủ tục ở các lớp bên trong
=> chi phí truyền thông số, chuyển đổi ngữ
cảnh tăng
Cấu trúc HĐH (6)
• Máy ảo (virtual machines)
– Đa nhiệm và phân chia thời gian
– Phân tách 2 chức năng của hđh:
• Cung cấp đa chương (multiprogramming)
• Cung cấp 1 máy tính mở rộng
Cấu trúc HĐH (7)
• Máy ảo (virtual machines) (tt)
TTrình
HĐH
Phần cứng Phần cứng
Máy ảo
HĐH
TTrình
HĐH
TTrình
HĐH
TTrình
Giao diện lập trình
Cấu trúc HĐH (8)
• Máy ảo (virtual machines)
–Ưu điểm
• Tài nguyên hệ thống được bảo vệ hoàn
toàn
• Phân tách đa chương và máy tính mở rộng
• Giải quyết vấn đề tương thích
– Khuyết điểm
• Cài đặt phần mềm giả lặp phần cứng
thường rất khó khăn.
Mô hình client-server
• Kernel cực tiểu hóa, chỉ phụ thuộc
vàp phần cứng.
• Các tác vụ của hđh do lớp bên ngoài
đảm nhiệm.
• HĐH bao gồm nhiều ttrình server có
các chức năng chuyên biệt (quản lý
ttrình, bộ nhớ, …)
• Kernel đóng vai trò liên lạc giữa các
ttrình client và ttrình server.
Mô hình client-server (tt)
Client server
Yêu cầu
Hồi đáp
Nội dung chương 2
2.1. Tổng quan về HĐH
2.2. Các khái niệm cơ bản
2.3. Cấu trúc của hệ điều hành
2.4 . Lịch sử phát triển
TỔNG QUAN
™Sơ lược lịch sử hệ điều hành cho máy tính
– Có rất nhiều loại hệ điều hành (HĐH) được sử dụng trên máy
tính ngày nay:
o mainframe thường dùng các hệ điều hành của IBM nhưMVS (Multiple 
Virtual System) hay OS/390.
o minicomputer hay server thường dùng HĐH chuyên dụng của chính
hãng chế tạo như OpenVMS (Compaq), MPE/X (Hewlett Packard) hay 
HĐH Unix như HP-UX, Solaris, Tru64Unix.
o máy tính cá nhân phổ biến dùng HĐH Windows hay MacOS
– Hệ điều hành ra đời cho phép việc thực thi chương trình theo
batch (một nhóm các chương trình liên quan)
– Thế hệ HĐH tiếp theo cho phép sự giao tiếp giữa người dùng
và chương trình, cũng như nạp nhiều chương trình vào bộ nhớ
máy tính ( được gọi là multiprogramming/ batch system)
– HĐH kế tiếp là multiprogramming/ timesharing, trong đó
nguồn lực được HĐH kiểm soát hoàn toàn và chia sẻ cho các
chương trình theo từng time-slice
TỔNG QUAN
™Sơ lược lịch sử hệ điều hành cho máy tính
– Các cải tiến trên của HĐH chỉ tập trung vào chức
năng quản lý công việc và nguồn lực. 
– việc giao tiếp giữa người dùng và máy vẫn dựa trên
dòng lệnh khó nhớ và hay gây lầm lẫn.
o Giao diện đồ họa với biểu tượng (icon) và trình đơn (menu) 
được phát triển tại trung tâm nghiên cứu của Xerox, và sử
dụng cho các máy tính Star. 
o Khái niệm giao diện đồ họa nhanh chóng được Apple tiếp
thu và đưa vào các máy tính cá nhân Lisa và tiếp theo là họ
máy Macintosh. 
o Ngày nay giao diện đồ họa đã thành chuẩn bắt buộc và có
mặt trong tất cả loại HĐH nhưWindows, Unix, MacOS
v.v. 
TỔNG QUAN
™Phân loại hệ điều hành
– Single-user và multi-user (đơn người dùng và đa
người dùng)
– Single- tasking và multi-tasking (đơn nhiệm và đa
nhiệm)
– Standalone và Network (độc lập và mạng)
o Đa nhiệm cộng tác (cooperative multi- tasking)
o Đa nhiệm ưu tiên (pre-emptive multi- tasking)
– Uniprocessor và multiprocessor (một bộ xử lý và đa
bộ xử lý) 
Lịch sử hệ điều hành
• First generation 1945 - 1955
– vacuum tubes, plug boards
– Inventors: Aiken (USA), Zuse (Germany)
– Lập trình bằng ngôn ngữ máy. 
– Dùng các bảng tổng đài để điều khiển máy tính. 
– Người sử dụng ngồi trước bảng điều khiển. 
– Không có sự chồng nhau giữa việc tính toán, I/O 
và thời gian suy nghĩa của người dùng. 
– Lập trình bằng cách đưa phiếu đục lỗ vào bằng 
tay. 
– Đã có thư viện được viết dùng chung cho mọi 
người, tiền thân của hệ điều hành. 
– Vấn đề: chờ đợi quá lâu, quá nhiều. 
Lịch sử hệ điều hành
Thế hệ thứ 2
Early batch system (hệ thống xử lý bó)
– bring cards to 1401
– read cards to tape
– put tape on 7094 that does computing
– put tape on 1401 that prints output
Lịch sử hệ điều hành
Thế hệ thứ 2
• HĐH hỗ trợ làm việc theo lô: một chương trình tải 
công việc của người dùng vào, thi hành nó và làm 
tiếp công việc kế tiếp. 
• Nếu chương trình lỗi, HĐH ghi lại nội dung của bộ
nhớ và lưu lại ở đâu đó. 
• Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, nhưng debug lại 
khó hơn!
• Các kênh dữ liệu và ngắt cho phép I/O và tính toán 
chồng nhau. 
– Vùng đệm và xử lý ngắt được hỗ trợ bởi hệ điều hành. 
– Xuất hiện công việc spool. 
• Vấn đề
– Tiện ích còn thấp; mỗi thời điểm chỉ chạy một công việc. 
– Không có sự bảo vệ giữa các công việc khác nhau. 
– Công việc có thời gian thi hành ngắn sẽ phải đợi rất lâu nếu 
nó được sắp sau công việc có thời gian thi hành dài hơn. 
Lịch sử hệ điều hành
Thế hệ thứ 2
• Giải pháp
– Bảo vệ phần cứng: bảo vệ vùng nhớ và tái 
định vị vùng nhớ. 
– Lập trình đa chương (Multiprogramming): 
nhiều người dùng có thể chia sẻ cùng một 
hệ thống. 
– Công việc nhỏ có thể nhanh chóng được 
hoàn thành. 
– HĐH phải quản lý tương tác giữa các công 
việc đồng thời. 
– HĐH trở nên một khoa học quan trọng. 
– OS/360: HĐH đầu tiên thiết kế cho một họ
các máy tính: từ máy tính nhỏ nhất đến 
máy tính lớn nhất. 
Lịch sử hệ điều hành
Thế hệ thứ 3
• Multiprogramming system
• Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On 
Line)
• Time sharing
(Các vùng của bộ nhớ)
OS/360 của IBM
MULTICS (MIT, Bell Labs)
Lịch sử hệ điều hành
Thế hệ thứ 4
• 1974, first microcomputer
– Intel 8080, first general-purposed 8-bit CPU
– floppy disk
– CP/M (Control Program for Microcomputers)
• early 1980s, IBM PC
– DOS (Disk Operating System)
– MS-DOS (Microsoft Disk Operating System)
• 1983, IBM PC/AT (Intel 80286 CPU)
• 1985-1995, Windows on top of MS-DOS
• Pentium PC
– UNIX, Linux, Windows 2000
– X Windows system (UNIX, Linux)
HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS
™Lịch sử phát triển
– HDH này được viết dựa vào HĐH CP/M (của Digital 
Research).
– MSDOS vẫn là một HĐH đơn nhiệm, real-time, đơn người
dùng, 16 bit.
– Tới 1995, với sự ra đời của Windows 95, MSDOS không còn
được bán trên thị trường. 
– MSDOS vẫn ích lợi do các hệ điều hành Windows của
MicroSoft tiếp tục cho phép ta gõ lệnh tương tự DOS (rất cần
thiết trong các trường hợp sự cố!).
– MSDOS có những ưu khuyết điểm như sau:
o Đòi hỏi đơn giản về phần cứng. Có thể sử dụng với tất cả các máy tính
họ Intel 86 với 1 Mb bộ nhớ.
o Không có giao diện đồ họa.
o Không hỗ trợ đa người dùng, đa nhiệm (multi-user, multi tasking) 
HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS
™Các thành phần cơ bản của MSDOS
– Trình IO.SYS cung cấp các trình điều khiển (device driver) phần cứng cơ
bản cho hệ điều hành: màn hình (display), bàn phím (keyboard), máy in 
(Printer), cổng nối tiếp (serial port), đồng hồ (clock), ổ đĩa khởi động (boot 
disk drive).
– TrìnhMSDOS.SYS cung cấp các chức năng cơ bản mà hệ điều hành phải
có: quản lý file (file management), quản lý bộ nhớ (memory management), 
bộ nhập và xuất ký tự (character device input output), khả năng thực thi các
ứng dụng (execution of application file), truy cập đồng hồ thời gian thực ( 
access of real-time clock).
– COMMAND.COM là chương trình vỏ của MSDOS (shell program). 
Command.com có nhiệm vụ diễn giải các lệnh được nhập vào và cung cấp
cả các lệnh nội trú (internal commands): dir, ren. 
– Ngoài ra MSDOS còn cung cấp các chương trình tiện ích (utilities 
programs) Các chương trình này thường được gọi là các lệnh ngoại trú: 
backup, xcopy, mem v.v. 
5.3. Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows là một bộ chương trình do hãng 
Microsoft sản xuất.
– Từ version 3.0 ra đời vào tháng 5 năm 1990 
đến nay, Microsoft đã không ngừng cải tiến 
làm cho môi trường này ngày càng được 
hoàn thiện.
– Hệ điều hành Windows đã phát triển qua 
nhiều phiên bản
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows 1.0: Ra mắt vào ngày 20 tháng 11 năm 
1985, chạy trên nền 16bit
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows 2.0: cho phép các cửa sổ nằm chồng lên 
nhau, có các nút “maximize” và “minimize” trên 
thanh tác vụ
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows 3.0: Chào đời ngày 22/5/1990 công của 
Windows 3.0, cũng như phiên bản 3.1 tiếp sau đến từ 
cơ chế quản lý bộ nhớ tiên tiến và tích hợp thành 
công với MS-DOS 
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows NT: Phát hành rộng rãi vào tháng 6/1993, 
Windows NT là hệ điều hành thuần 32 bit 
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows 95: Ra mắt ngày 24/8/1995, Windows 95 
là thành công rực rỡ của Microsoft.
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows 98-Me: bổ sung khả năng tương thích với 
nhiều hệ thống phần cứng khác nhau 
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows 2000: hệ điều hành thiết kế cho doanh 
nghiệp, thuộc dòng Windows NT, sử dụng định dạng 
NTFS
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows XP: ra mắt vào 25/10/2001 giao diện đồ
họa cải tiến, nâng cao độ ổn định và bảo mật
Hệ điều hành Windows
• Lịch sử phát triển:
– Windows Vista: ra mắt tháng 1/2007 giao diện đồ
họa đẹp mắt, khả năng tìm kiếm nâng cao, ổn định 
và bảo mật