Bài giảng Hệ điều hành - Phần lý thuyết

tương ứng cho từng ổ đĩa. Tip : gõ Shift – Delete để xóa hoàn toàn file TaskBar Chứa shortcut của các ứng dụng (cửa sổ) đang chạy, cho phép chuyển đổi qua lại giữa các cửa sổ. Và các thông tin hệ thống khác như : thời gian, volumn, các small icon của các chương trình thường trú (TrayBar), các thanh công cụ tiện ích… Start Menu Chứa tất cả các hoạt động, tiện ích, ứng dụng của hệ điều hành, bao gồm : Programs : chứa các folder shortcut của các chương trình ứng dụng đã được cài đặt vào hệ điều hành. Đối tượng này tương ứng với folder \Windows\Start Menu\Programs trong Windows 98, hoặc folder \Documents and Settings\All Users\Start Menu\Programs trong Windows XP Recent Documents : Chứa shortcut của các file được người sử dụng truy cập gần đây nhất. Đối tượng này tương ứng với folder \Windows\Start Menu\Documents trong Windows 98, hoặc folder \Documents and Settings\\Recent trong Windows XP. Start Menu (t.t) Settings : Bao gồm các cài đặt cấu hình cho Control Panel, Printers, Taskbar… Run : thi hành ứng dụng ở cơ chế dòng lệnh. Help : các thông tin trợ giúp. Find (hoặc Search trong WinXP) : Cho phép tìm kiếm folder, tập tin trong các ổ đĩa, hoặc máy tính trên mạng. Shutdown : Chấm dứt sử dụng máy tính. Log Off : Chấm dứt phiên làm việc của người sử dụng hiện tại. Desktop Là nền của máy tính, chứa các đối tượng như My Computer, Network Neighborhood, My Documents, và các shortcut do người sử dụng tạo ra BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNHPhần lý thuyết Chương 2 – Giới thiệu 1 số HĐH 3. Hệ Điều Hành Windows NT Các nét chính Là 1 hệ điều hành hỗ trợ mạng Gồm 2 phiên bản : Windows NT Server Windows NT WorkStation Hỗ trợ quản lý môi trường làm việc và phiên làm việc của nhiều người sử dụng theo cơ chế user - account Hỗ trợ hệ thống nhiều bộ xử lý Hỗ trợ bảng FAT NTFS : Kích thước partition lớn (1064Gb) Hỗ trợ nén, bảo mật BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNHPhần lý thuyết Chương 2 – Giới thiệu 1 số HĐH 4. Hệ Điều Hành Novell Netware Lịch sử phát triển Xem sách trang 74 Các nét chính Là 1 hệ điều hành hỗ trợ mạng Hỗ trợ bảo mật cao : bảo vệ truy cập, an toàn dữ liệu Kích thước đoạn nhớ 4k Hỗ trợ bảng FAT Turbo FAT Có thể quản lý tốt partition có nhiều tập tin Bảo vệ dữ liệu tốt BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNHPhần lý thuyết Chương 2 – Giới thiệu 1 số HĐH 5. Hệ Điều Hành UNIX Lịch sử phát triển Xem sách trang 80 Các nét chính Là hệ điều hành rất thông dụng trong các hệ thống máy tính đặc biệt : minicomputer, microcomputer, mainframe Hỗ trợ mạng diện rộng rất tốt Phiên bản Microsoft’s Xenix hỗ trợ hệ máy PC BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNHPhần lý thuyết Chương 3 – Hệ Thống Quản Lý Tập Tin GV: Nguyễn Duy Nhất nhatnd@hcm.fpt.vn Khái niệm Hệ thống quản lý tập tin (File management system) là cách thức hệ điều hành tổ chức, truy cập dữ liệu trên hệ thống lưu trữ phụ  Bộ nhớ ngoài. Tập tin (File) : được xem là 1 đơn vị lưu trữ thông tin của bộ nhớ ngoài : đối tượng của hệ thống quản lý tập tin. Thư mục (Folder, Directory) : Là tập hợp các tập tin và các thư mục con tổ chức theo hình cây. Mỗi thư mục thường lưu trữ thông tin về thư mục cha và thư mục gốc Khái niệm (t.t) Hệ thống quản lý tập tin  Cách thức hệ điều hành : Lưu trữ Hiển thị Đặt tên Truy xuất nội dung Quản lý vai trò của tập tin đối với hệ điều hành Bảo vệ tập tin Cách tổ chức thao tác trên thư mục Mô hình tập tin Khác nhau tùy theo hệ điều hành Các đặc điểm phổ biến: Tên tập tin Phần tên Tên ngắn : 8 ký tự Tên dài : 256 ký tự Có thể phân biệt chữ hoa / thường Có thể có 1 số ký tự đặc biệt như - , ), … Phần mở rộng Dài 0-3 ký tự Thường được dùng để cho biết loại của tập tin : .bmp, .img, .exe, .c, … Mô hình tập tin (t.t) Cấu trúc tập tin Thường gồm 1 tập hợp các ký tự Cấu trúc (ý nghĩa) của tập hợp ký tự trong tập tin do chương trình tạo ra (soạn thảo) tập tin quy định Kiểu tập tin Tập tin văn bản (Text file) : chỉ chứa các ký tự “có nghĩ a” Tập tin nhị phân (Binary file) : có thể chứa các ký tự đặc biệt (Enter, BackSpace, Escape, …) – chứa mã máy Mô hình tập tin (t.t) Cách thức truy xuất tập tin Truy xuất tuần tự Thường sử dụng cho các tập tin văn bản. Truy xuất tuần tự có vị trí bắt đầu (Seek) Thường sử dụng cho các tập tin văn bản có cấu trúc (tập tin CSDL) Truy xuất ngẫu nhiên (random access) Thường sử dụng cho các tập tin nhị phân Mô hình tập tin (t.t) Thuộc tính tập tin : là các tính chất đối với tập tin do hệ điều hành qui định trong cách thức quản lý. Ẩn (hidden) Chỉ đọc (read only) Hệ thống (system) Lưu trữ (archives) Text/Binary Thời điểm tạo (Created day) Thời điểm cập nhật (Modified day) Thời điểm truy xuất (Accessed day) Kích thước (Size) … Mô hình thư mục Tổ chức thư mục theo cấp bậc (tổ chức cây) : Khởi đầu từ thư mục gốc Mỗi thư mục chứa các thư mục con và các tập tin Mô hình thư mục Đường dẫn : xác định 1 node trên cây thư mục  Đường dẫn tập tin Đường dẫn thư mục Đường dẫn tuyệt đối Đường dẫn tương đối Thư mục hiện hành Đối với toàn bộ hệ thống Đối với từng tiến trình Cấu trúc hệ thống quản lý tập tin Bảng các chỉ mục (entry) tập tin/thư mục con của 1 thư mục, mỗi chỉ mục bao gồm : Địa chỉ các khối trên đĩa của toàn bộ tập tin, hoặc Địa chỉ của khối đầu tiên, hoặc Số I-Node, hoặc … (tùy theo cách lưu trữ và định vị tập tin của hệ điều hành) Các phương pháp lưu trữ và định vị Định vị liên tiếp Nội dung 1 tập tin được lưu trữ trong 1 dãy các khối liên tiếp. Định vị theo danh sách liên kết Tập tin được lưu trữ trong nhiều khối, cuối mỗi khối có chứa chỉ số của khối tiếp theo. Định vị bằng bảng chỉ mục Tương tự như danh sách liên kết, nhưng hệ điều hành sử dụng 1 bảng để lưu các chỉ mục của danh sách liên kết. Định vị bằng bảng chỉ mục danh sách liên kết Khối chưa sử dụng Quản trị đĩa Đĩa là nơi lưu trữ tập tin và thư mục Cách tổ chức đĩa ảnh hưởng nhiều đến tốc độ và hiệu quả hoạt động của hệ thống quản lý tập tin Đĩa thường được chia thành nhiều khối (cluster) có kích thước cố định Kích thước khối Ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ truy cập dữ liệu trên đĩa. Kích thước khối thường là 0.5k, 1k, 2k, 4k Thời gian để đọc 1 khối k byte = Ttb + Tc + (k/St)xTq Ttb : thời gian tìm kiếm trung bình Tc : thời gian vận chuyển dữ liệu vào bộ nhớ St : Kích thước của track Tq thời gian quay đĩa hết 1 track Quản lý khối trống Quản lý bằng danh sách : Sử dụng 1 số khối để chứa địa chỉ của các khối trống, vd: kích thước khối = 1k, kích thước địa chỉ 16bit, đĩa dung lượng 20Mb  cần khoảng 40 khối để chứa địa chỉ. Quản lý bằng bitmap (ánh xạ bit) Đĩa có n khối được ánh xạ thành n bit, bit thứ i = 0  khối i trống, ngược lại.  đĩa kích thước 20Mb cần 20k bit  3 khối Bảo vệ hệ thống tập tin Quản lý khối bị hỏng (bad cluster) Đánh dấu 1 sector Đánh dấu bằng tập tin Sao lưu (backup) Kiểm tra lỗi Lỗi do bad cluster Lỗi trên bảng FAT Lỗi trên dữ liệu không hợp lệ Các hệ thống quản lý tập tin của các hệ điều hành Hệ điều hành DOS Đọc sách trang 113 Hệ điều hành Windows 	 Đọc sách trang 116 Hệ điều hành Windows NT Đọc sách trang 130 BÀI GIẢNG HỆ ĐIỀU HÀNHPhần lý thuyết Chương 4 – Hệ Thống Quản Lý Nhập Xuất GV: Nguyễn Duy Nhất nhatnd@hcm.fpt.vn Hệ thống quản lý nhập xuất Quản lý các thiết bị nhập xuất Cung cấp phương cách giao tiếp Giữa các thiết bị Giữa thiết bị và hệ điều hành Giữa thiết bị và người sử dụng/các tiến trình Bảo vệ và xử lý lỗi nhập xuất Thiết bị nhập xuất Nhập xuất theo khối (block/cluster) Dữ liệu được lưu trữ trong các khối có kích thước cố định Vd : đĩa cứng, đĩa mềm, CD, DVD, … Đặc điểm : có thể truy xuất từng khối riêng biệt – truy xuất ngẫu nhiên Nhập xuất tuần tự Dữ liệu được lưu tuần tự theo chuỗi các bit Vd : Màn hình, bàn phím, máy in, card mạng, … Đặc điểm : Truy xuất tuần tự - không thể truy xuất ngẫu nhiên được. Phần mềm điều khiển thiết bị (Device driver) Cung cấp giao tiếp phần mềm giữa: Thiết bị và hệ điều hành Thiết bị và người sử dụng Thiết bị và các tiến trình Do nhà sản xuất thiết bị cung cấp, hoặc tuân theo 1 chuẩn chung của các thiết bị cùng loại Được cài đặt vào hệ điều hành như 1 chương trình Cơ chế DMA (Direct Memory Access) Cơ chế truy cập bộ nhớ trực tiếp Cho phép thiết bị làm việc trực tiếp với bộ nhớ (phần buffer đã được đăng ký)  giải phóng CPU Hệ thống nhập xuất trên đĩa Đĩa cứng Đĩa mềm Đĩa quang Băng từ Thẻ nhớ Cấu trúc đĩa cứng Cấu trúc đĩa cứng Các thuật toán đọc đĩa Ảnh hưởng đến tốc độ truy xuất đĩa  tốc độ hệ thống. Thời gian cho một lần truy xuất đĩa : Seek time + Latency time + Transfer time Các thuật toán đọc đĩa : FCFS SSTF SCAN C-SCAN LOOK FCFS (first come – first served) Yêu cầu nào đến trước được thực hiện trước. Ví dụ, các yêu cầu : 98,183,37,122,14,124,65,67 Đầu đọc đang ở khối 53. Thuật toán FSFS : 53  98  183  37  122  14  124  65  67 SSTF (shorted seek-time first) Ưu tiên đọc các khối gần với vị trí hiện tại của đầu đọc nhất. Ví dụ, các yêu cầu : 98,183,37,122,14,124,65,67 Đầu đọc đang ở khối 53. Thuật toán SSTF : 53  65  67  37  14  98  122  124  183 SCAN Đầu đọc di chuyển về một phía, sau đó di chuyển sang phía ngược lại, và đọc các khối yêu cầu trên đường đi. Ví dụ, các yêu cầu : 98,183,37,122,14,124,65,67 Đầu đọc đang ở khối 53. Thuật toán SCAN : 53  37  14  65  67  98  122  124  183 C-SCAN Đầu đọc di chuyển về một phía, sau khi đi hết, đầu đọc trở về vị trí khối đầu của phía bên kia, và tiếp tục hướng di chuyển. Ví dụ, các yêu cầu : 98,183,37,122,14,124,65,67 Đầu đọc đang ở khối 53. Thuật toán SSTF : 53  65  67  98  122  124  183  14  37 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