Đề tài nghiên cứu tìm hiểu về quản lý tiến trình trong hđh windows

Để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả, việc quản lý các tiến trình đang chạy là một vấn đề vô cùng quan trọng.Báo cáo này nhằm mục tiêu tìm hiểu sâu hơn về các cơ chế quản lý

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Khoa công nghệ thông tin

-Báo cáo đề tài môn học: KTMT&HDH

Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về quản lý tiến trình trong HĐH

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

Khoa công nghệ thông tin

-Báo cáo đề tài môn học: KTMT&HDH

Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu về quản lý tiến trình trong HĐH

Windows.

Giáo viên  :Ths Nguyễn Tuấn Tú

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Lan Anh 2023602802

Nguyễn Thanh Hằng 2023600796Nguyễn Thị Thùy Dương 2023600547

Hà Đình Đức 2022606488

Vi Tuấn Kiệt 2022601881Lớp:IT6067.12 K18

Hà Nội, /202…

Lời nói đầu Trong thời đại công nghệ số phát triển mạnh mẽ, máy tính đã trở thành công cụ không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Hệ điều hành Windows, với giao diện thân thiện và tính năng đa dạng, đã trở thành một trong những hệ điều hành phổ biến nhất trên thế giới Để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả, việc quản lý các tiến trình đang chạy là một vấn đề vô cùng quan trọng.

Báo cáo này nhằm mục tiêu tìm hiểu sâu hơn về các cơ chế quản lý tiến trình trong hệ điều hành Windows Bằng cách phân tích các thuật toán lập lịch, cơ chế phân bổ tài nguyên và các vấn đề liên quan đến đồng bộ hóa tiến trình, nghiên cứu này sẽ giúp làm rõ cách thức

Windows điều phối hoạt động của hàng ngàn tiến trình đồng thời một cách hiệu quả.

Với sự gia tăng của các ứng dụng đa nhiệm và phức tạp, việc quản lý tiến trình trở nên ngày càng khó khăn Các vấn đề như treo máy, chậm chạp, xung đột tài nguyên và các lỗ hổng bảo mật liên quan đến quản

lý tiến trình có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng cho người dùng

và tổ chức.

Báo cáo này có thể giúp người đọc vào việc:

- Nâng cao hiệu suất hệ thống: Bằng cách hiểu rõ các cơ chế quản lý tiến trình, chúng ta có thể tối ưu hóa cấu hình hệ thống, giảm thiểu thời gian đáp ứng và tăng cường khả năng xử lý nhiều tác vụ cùng lúc.

- Cải thiện độ ổn định: Báo cáo sẽ giúp phát hiện và khắc phục các vấn

đề liên quan đến quản lý tiến trình, giảm thiểu khả năng xảy ra các lỗi

hệ thống.

- Nâng cao bảo mật: Bằng cách phân tích các lỗ hổng bảo mật có liên quan đến quản lý tiến trình, chúng ta có thể đề xuất các biện pháp bảo

vệ hệ thống hiệu quả hơn.

Cuối cùng để hoàn thành tốt bài báo cáo này chúng em xin gửi lời cảm

ơn chân thành nhất đến Giảng viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Tuấn Tú, thầy đã tạo cơ hội cho nhóm em làm việc cùng nhau về chủ đề này  Trong quá trình học tập và tìm hiểu về bộ môn Kiến trúc máy tính & Hệ điều hành, thầy đã tận tình giảng dạy, quan tâm và giúp đỡ một cách tốt nhất Nhóm chúng em mong nhận được đánh giá và ý kiến góp ý từ Giảng viên để nhóm có thể thấy được những sai sót trong quá trình làm báo cáo để rút ra được nhiều kinh nghiệm, bài học, khắc phục những lỗi đó cho những bài báo cáo sau đấy được hoàn thiện tốt hơn.

Nhóm 1 xin chân thành cảm ơn!

Phần A: Mở đầu

1 Lý do chọn đề tài

Quản lý tiến trình là một trong những chức năng cốt lõi của hệ điều hành Windows, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả Với sự gia tăng của các ứng dụng đa nhiệm và phức tạp, cùng với các mối đe dọa bảo mật ngày càng tinh

vi, việc nghiên cứu và cải tiến các cơ chế quản lý tiến trình trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết Báo cáo này nhằm mục tiêu phân tích sâu hơn các thuật toán lập lịch, cơ chế phân bổ tài nguyên và các vấn đề liên quan đến đồng bộ hóa tiến trình trong hệ điều hành Windows, từ đó góp phần nâng cao hiệu suất, độ ổn định và bảo mật của hệ thống.

2 Mục tiêu nghiên cứu

 Từ đề tài nghiên cứu này, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các cơ chế quản lí tiến trình Từ đó đánh giá được hiệu suất và độ ổn định thông qua đo lường hiệu suất, phân tích các vấn đề liên quan đến hiệu suất

và đánh giá độ ổn định Bên cạnh việc cải thiện hiệu suất và độ ổn định, đề tài nghiên cứu này còn giúp nâng cao bảo mật trong việc phân tích các lỗ hổng bảo mật và tăng cường bảo mật cho hệ thống.

3 Đối tượng nghiên cứu

Như mục đích nghiên cứu là: Nghiên cứu về quản lý tiến trình trong hệ điều hành Windows Bài nghiên cứu này hướng đến đối tượng là hệ điều hành Windows.

4 Phạm vi nghiên cứu đề tài

Không gian: Báo cáo này được thực hiện để tìm hiểu các vấn đề về quản lý tiến trình trong hệ điều hành Windows.

 Thời gian: Báo cáo này được thực hiện trong từ ngày 15/11/2024 đến ngày 8/12/2024.

5 Kết quả mong muốn đạt được

Đề tài sẽ cung cấp cho người đọc một cái nhìn tổng quan về quản lý tiến trình trong hệ điều hành Windows.

Đề tài sẽ giúp người đọc hiểu được tầm quan trọng của việc quản lý tiến trình đối với hiệu suất, độ ổn định và bảo mật của hệ thống.

Đề tài sẽ cung cấp cho người đọc xác định được công cụ, phần mềm hỗ trợ, một số vấn đề, thách thức và tương lai phát triển của việc quản lý tiến trình.

6 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập tài liệu

- Phân tích tài liệu

- Tổng hợp và trình bày

7 Cấu trúc của báo cáo

Bài báo cáo này gồm có phần:

❖ Phần A: Giới thiệu sơ bộ về bài báo cáo và nội dung đề tài

❖ Phần B: Nội dung chính của đề tài, bao gồm có chương:

- Chương I:

❖ Phần C: Tổng kết đề tài nghiên cứu

8 Ý nghĩa bài báo cáo

Bài báo cáo này không chỉ tổng kết và đánh giá được cơ chế quản lý tiến trình, quản lí tài nguyên và bảo mật trong hệ điều hành Windows,

mà còn đưa ra các công cụ và phần mềm hỗ trợ Bài báo cáo còn chỉ ra vấn đề và thách thức trong việc quản lý tiến trình, bên cạnh đó đưa ra các giải pháp khắc phục Từ đó dự đoán, định hướng tương lai trong việc đề cập đến các công nghệ mới, các xu hướng mới và mô tả những cải tiến trong các phiên bản Windows mới Bài báo cáo không chỉ cung cấp thông tin trong việc quản lí các tiến trình đang chạy mà còn trong lĩnh vực hệ điều hành.

I Giới thiệu về hệ điều hành Windows

1 Hệ điều hành Windows là gì?

- Windows là một hệ điều hành đồ họa được phát triển bởi Microsoft Kể

từ khi ra mắt lần đầu tiên vào năm 1985, Windows đã trở thành hệ điều hành phổ biến nhất trên thế giới, đặc biệt là trong môi trường máy tính

cá nhân (PC) Windows hỗ trợ nhiều phần cứng khác nhau và cung cấp giao diện người dùng dễ sử dụng, với các tính năng như đa nhiệm, bảo mật và hỗ trợ nhiều phần mềm.

Microsoft Windows là hệ điều hành được phát triển bởi Microsoft

2 Lich sử hình thành của Windows

  Windows 1.0 (1985): Phiên bản đầu tiên của Windows không phải là một hệ điều hành độc lập mà là một giao diện người dùng trên nền tảng MS-DOS Giao diện này chủ yếu bao gồm cửa sổ và các biểu tượng đơn giản.

  Windows 3.0 (1990): Đưa vào giao diện đồ họa tốt hơn và khả năng quản lý bộ nhớ hiệu quả hơn Đây là một bước ngoặt lớn của Windows trong việc xây dựng thị trường.

  Windows 95 (1995): Đưa ra nhiều tính năng mới như Start Menu, Taskbar và hỗ trợ Plug and Play cho phần cứng Windows

95 được đánh giá là một trong những phiên bản thành công nhất của Windows.

  Windows XP (2001) : Một trong những phiên bản phổ biến nhất

và được yêu thích, với giao diện dễ sử dụng và sự ổn định cao.

  Windows 7 (2009): Phiên bản này tiếp tục nhận được sự yêu thích nhờ giao diện thân thiện và hiệu suất ổn định.

  Windows 10 (2015): Windows 10 mang lại trải nghiệm người dùng đồng nhất trên các thiết bị, từ máy tính để bàn, laptop đến thiết bị di động.

  Windows 11 (2021): Phiên bản mới nhất, với giao diện hiện đại, hiệu suất tối ưu và tích hợp nhiều tính năng mới như Snap

Layouts, Widgets, và cải tiến trên nền tảng bảo mật.

3 Các phiên bản của hệ điều hành Windows

  Windows 98: Dành cho người dùng cá nhân với giao diện thân thiện.

  Windows ME (Millennium Edition): Một phiên bản cố gắng cải thiện tính năng đa phương tiện.

  Windows Vista: Được biết đến với giao diện Aero nhưng gặp phải nhiều vấn đề về hiệu suất.

  Windows 8/8.1: Chuyển sang giao diện Metro, tối ưu hóa cho các thiết bị cảm ứng, nhưng bị phê phán vì sự thay đổi quá lớn so với giao diện truyền thống.

  Windows 10: Nâng cấp và cải tiến giao diện, bảo mật và khả năng tương thích với nhiều phần cứng và phần mềm.

4 Tính năng của hệ điều hành Windows

  Giao diện người dùng đồ họa (GUI) : Các cửa sổ, biểu tượng, thanh taskbar giúp người dùng dễ dàng tương tác với hệ điều hành.

  Đa nhiệm: Windows hỗ trợ người dùng chạy nhiều ứng dụng đồng thời mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

  Bảo mật: Các tính năng bảo mật mạnh mẽ như Windows

Defender, BitLocker, và Windows Update giúp bảo vệ hệ thống khỏi các mối đe dọa từ phần mềm độc hại và virus.

  Quản lý tệp tin: Windows cung cấp công cụ File Explorer giúp người dùng dễ dàng quản lý các tệp tin và thư mục.

  Hỗ trợ phần mềm: Windows là hệ điều hành hỗ trợ một kho phần mềm khổng lồ, từ các ứng dụng văn phòng cho đến các phần mềm giải trí, thiết kế, lập trình,

5 Ưu và nhược điểm của hệ điều hành Windows

6 Các tính năng đặc biệt của Windows 11

Windows 11 ra mắt với một số tính năng mới và cải tiến đáng chú ý:

  Giao diện hiện đại: Các cửa sổ và menu được làm tròn, thanh taskbar và Start Menu được di chuyển vào giữa màn hình.

  Snap Layouts và Snap Groups: Giúp người dùng quản lý các cửa sổ ứng dụng một cách dễ dàng hơn, đặc biệt khi làm việc với nhiều cửa sổ.

  Widgets: Cung cấp thông tin nhanh về thời tiết, lịch, và các thông tin cá nhân khác.

  Tăng cường bảo mật: Windows 11 yêu cầu TPM 2.0 và Secure Boot, giúp tăng cường bảo mật hệ thống.

II Tiến trình

1 Khái niệm

 Tiến trình là một chương trình đang thực thi, bao gồm mã thực thi, dữ liệu và trạng thái của chương trình tại một thời điểm nhất định Tiến trình có thể là một tác vụ đơn giản, chẳng hạn như một phép toán đơn giản, hoặc phức tạp như một chương trình chạy nền trong hệ điều hành Mỗi tiến trình có một không gian địa chỉ riêng biệt, bao gồm mã chương trình, dữ liệu và ngăn xếp.

2 Các loại tiến trình

-Tiến trình người dùng

Định nghĩa: Tiến trình người dùng là những tiến trình được khởi tạo khi người dùng chạy các chương trình hoặc ứng dụng trên hệ điều hành, như trình duyệt web, ứng dụng văn phòng, trò chơi, và nhiều ứng dụng khác.

-Tiến trình hệ thống (System Process):

 Là một chương trình đang thực thi trong hệ điều hành, chịu trách nhiệm thực hiện các nhiệm vụ liên quan đến hoạt động của hệ thống máy tính, chẳng hạn như quản lý phần cứng, cung cấp các dịch vụ hệ thống, và duy trì sự ổn định của máy tính.

Đặc điểm của tiến trình hệ thống:

1 Chạy trong chế độ nhân (Kernel Mode): Các tiến trình hệ thống thường hoạt động trong chế độ nhân (kernel mode) của hệ điều hành, có quyền truy cập đầy đủ vào phần cứng và các tài nguyên hệ thống Điều này giúp chúng có thể điều khiển và quản

lý hệ thống một cách hiệu quả.

2 Không có giao diện người dùng: Tiến trình hệ thống thường không có giao diện người dùng (UI) và không tương tác trực tiếp với người dùng Chúng thực hiện các tác vụ nền mà người dùng không nhìn thấy.

3 Chức năng quan trọng cho hệ thống: Chúng đảm nhiệm các nhiệm vụ quan trọng, chẳng hạn như quản lý bộ nhớ, quản lý tài nguyên, điều khiển phần cứng, bảo mật và các dịch vụ hệ thống khác.

4 Hoạt động liên tục: Các tiến trình hệ thống thường chạy liên tục trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống, không phụ thuộc vào các tác vụ cụ thể của người dùng.

Ví dụ về tiến trình hệ thống:

1 Scheduler (Trình lập lịch): Tiến trình này quyết định thứ tự và thời gian chạy của các tiến trình trong hệ thống Nó giúp phân phối tài nguyên CPU một cách công bằng và hiệu quả giữa các tiến trình.

2 Memory Management (Quản lý bộ nhớ): Đây là tiến trình chịu trách nhiệm phân bổ và giải phóng bộ nhớ cho các tiến trình khác Nó cũng quản lý không gian bộ nhớ ảo trong hệ điều hành.

3 Device Drivers (Trình điều khiển thiết bị): Các tiến trình này giúp giao tiếp giữa hệ điều hành và phần cứng như ổ cứng, màn hình, bàn phím, chuột và các thiết bị ngoại vi khác.

4 System Daemons: Trong hệ điều hành Unix hoặc Linux, các

"daemon" là các tiến trình hệ thống chạy nền, thực hiện các tác

vụ như sao lưu, quản lý kết nối mạng, hoặc theo dõi trạng thái hệ thống.

Kết luận:

 Tiến trình hệ thống là các thành phần quan trọng trong hệ điều hành, chịu trách nhiệm quản lý và điều phối các tác vụ nền để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.

Tiến trình nền (Background Process):

 Là những tiến trình được hệ điều hành khởi tạo và thực hiện mà không cần sự can thiệp trực tiếp từ người dùng Các tiến trình này thường thực hiện các tác vụ nền, duy trì hoạt động của hệ thống hoặc hỗ trợ

các ứng dụng người dùng mà không cần người dùng tương tác trực tiếp với chúng.

Đặc điểm của tiến trình nền:

1 Chạy không có giao diện người dùng (UI): Tiến trình nền không yêu cầu sự tương tác trực tiếp với người dùng, vì chúng thực hiện các nhiệm vụ hỗ trợ hệ thống hoặc ứng dụng mà người dùng không nhìn thấy.

2 Chạy ở chế độ nền: Tiến trình nền thường chạy trong nền, tức là chúng không làm gián đoạn các hoạt động khác của hệ thống Điều này có nghĩa là chúng không chiếm dụng tài nguyên giao diện người dùng (như màn hình hay bàn phím) mà vẫn có thể chạy song song với các tiến trình khác.

3 Khởi động và kết thúc tự động: Các tiến trình nền có thể được

hệ điều hành khởi tạo tự động khi hệ thống khởi động hoặc khi cần thiết, và kết thúc tự động khi nhiệm vụ của chúng hoàn

thành.

4 Hoạt động liên tục hoặc theo chu kỳ: Một số tiến trình nền có thể hoạt động liên tục, chẳng hạn như các dịch vụ hệ thống, trong khi một số khác có thể thực hiện theo chu kỳ (ví dụ: sao lưu

dữ liệu vào một thời gian nhất định).

5 Tận dụng tài nguyên hệ thống hiệu quả: Mặc dù các tiến trình nền không tương tác trực tiếp với người dùng, nhưng chúng vẫn có thể chiếm dụng tài nguyên hệ thống như bộ nhớ, CPU hoặc kết nối mạng khi cần thiết.

Ví dụ về tiến trình nền:

1 Trình quản lý sao lưu (Backup Manager): Đây là một tiến trình nền có nhiệm vụ tự động sao lưu dữ liệu của hệ thống hoặc người dùng vào các thời điểm định kỳ mà không yêu cầu người dùng can thiệp.

2 Daemon (Trong hệ điều hành Unix/Linux): Các tiến trình daemon là các tiến trình nền trong hệ điều hành Unix hoặc Linux, chẳng hạn như:

  cron: Tiến trình này quản lý các tác vụ định kỳ (ví dụ: tự động sao lưu, kiểm tra cập nhật phần mềm).

  sshd: Cung cấp dịch vụ SSH cho phép người dùng kết nối từ 

xa tới hệ thống.

3 Dịch vụ mạng: Các tiến trình nền như Web server (Apache, Nginx) hoặc Database server (MySQL, PostgreSQL) thường chạy trong nền để phục vụ các yêu cầu từ người dùng hoặc ứng dụng mà không cần sự can thiệp trực tiếp từ người dùng.

4 Quản lý kết nối mạng: Các tiến trình như NetworkManager  hoặc WIFI daemon chịu trách nhiệm quản lý kết nối mạng mà người dùng không cần can thiệp.

Kết luận:

 Tiến trình nền rất quan trọng trong hệ thống vì chúng thực hiện các công việc hỗ trợ không yêu cầu sự tương tác của người dùng nhưng lại giúp hệ thống hoặc ứng dụng hoạt động hiệu quả và mượt mà Các tiến trình nền giúp quản lý tài nguyên, sao lưu dữ liệu, và cung cấp các dịch

vụ cần thiết cho hệ thống mà không làm gián đoạn công việc của người dùng.

Sự khác biệt giữa tiến trình và luồng

Sự khác biệt chính giữa tiến trình và luồng được trình bày trong bảng sau:

Định nghĩa

 Tiến trình là một chương trình đang được thực thi, tức là một chương trình đang hoạt động.

Luồng là một tiến trình gọn nhẹ có thể được quản lý độc lập bởi một bộ lập lịch.

Các luồng yêu cầu ít thời gian hơn để chuyển đổi ngữ cảnh vì chúng nhẹ hơn tiến trình.

Giao tiếp Giao tiếp giữa các tiến Giao tiếp giữa các luồng yêu

Tiêu chí Tiến trình Luồng

trình đòi hỏi nhiều thời gian hơn giữa các luồng. cầu ít thời gian hơn giữa cácquá trình.

Khi bị chặn Nếu một tiến trình bị chặn,

các tiến trình còn lại có thể tiếp tục thực thi.

Nếu một luồng cấp người dùng bị chặn, tất cả các luồng ngang hàng của nó cũng bị chặn.

Tiêu thụ

tài nguyên  Tiến trình yêu cầu nhiều tài

nguyên hơn luồng. Luồng thường cần ít tàinguyên hơn các tiến trình.

Sự phụ

thuộc Các tiến trình riêng lẻ độc

lập với nhau.

Luồng là các phần của một tiến trình và do đó chúng mang tính phụ thuộc.

Chia sẻ dữ

liệu và

code

Các tiến trình có dữ liệu và code segment độc lập.

Một luồng chia sẻ data segment, code segment,

le, v.v với các luồng ngang hàng

Cách hệ

điều hành

nhìn nhận

 Tất cả các tiến trình khác nhau được hệ điều hành xử 

lý riêng biệt.

 Tất cả các luồng ngang hàng cấp người dùng được

hệ điều hành coi như một tác vụ duy nhất.

Thời gian

tạo Các tiến trình đòi hỏi nhiều

thời gian hơn để tạo. Các luồng yêu cầu ít thờigian hơn để tạo.

Thời gian

chấm dứt

Các tiến trình yêu cầu nhiều thời gian hơn để chấm dứt.

Luồng yêu cầu ít thời gian hơn để kết thúc.

 Trong quá trình hoạt động của hệ thống, một tiến trình có thể trải qua nhiều trạng thái khác nhau trong vòng đời của nó, tùy thuộc vào tình trạng và tài nguyên hệ thống Các trạng thái này giúp hệ điều hành quản lý tiến trình hiệu quả và đảm bảo tài nguyên được phân phối hợp lý.

1 Sẵn sàng (Ready):

  Mô tả: Trong trạng thái này, tiến trình đã được tạo ra và sẵn sàng để được CPU xử lý, nhưng hiện tại CPU không có sẵn để thực thi Tiến trình này đang chờ phiên xử lý tiếp theo từ bộ xử lý.

2 Đang chạy (Running):

  Mô tả: Tiến trình ở trạng thái này khi nó đang được thực thi trên

bộ xử lý (CPU) Trong trạng thái này, tiến trình đang thực hiện các lệnh được lập trình và chiếm quyền sử dụng CPU.

  Ví dụ: Một ứng dụng đang tính toán dữ liệu hoặc xử lý yêu cầu từ  người dùng.

3 Chờ (Blocked/Waiting):

  Mô tả: Tiến trình ở trạng thái "chờ" khi nó đang đợi một sự kiện hoặc tài nguyên mà nó không thể tiếp tục thực thi cho đến khi sự kiện đó xảy ra Đây là trạng thái tạm thời, khi tiến trình không thể tiếp tục cho đến khi được phép.

  Đặc điểm:

   Tiến trình có thể chờ một tài nguyên như ổ đĩa, bộ nhớ, hoặc

sự kiện như tín hiệu từ một tiến trình khác.

  Khi tài nguyên hoặc sự kiện mà tiến trình chờ đợi trở nên sẵn sàng, tiến trình sẽ chuyển sang trạng thái sẵn sàng để tiếp tục thực thi.

  Ví dụ: Tiến trình đang đọc dữ liệu từ ổ đĩa và phải đợi dữ liệu hoàn tất trước khi tiếp tục Hoặc tiến trình đang chờ người dùng nhập dữ liệu.

  Sau khi tiến trình kết thúc, hệ điều hành sẽ thu hồi tài

nguyên mà tiến trình đó đã sử dụng.

  Ví dụ: Một ứng dụng đã hoàn thành việc tính toán và trả kết quả cho người dùng, hoặc tiến trình đã gặp lỗi và bị dừng.

 Tổng kết về các trạng thái của tiến trình:

  Sẵn sàng (Ready): Tiến trình chờ đợi để được CPU xử lý.

  Đang chạy (Running): Tiến trình đang được thực thi trên CPU.

  Chờ (Blocked/Waiting) : Tiến trình đang chờ tài nguyên hoặc sự kiện.

  Kết thúc (Terminated): Tiến trình đã hoàn thành hoặc bị hủy.

Hệ điều hành phải quản lý các trạng thái này một cách hiệu quả để đảm bảo tiến trình có thể thực thi một cách hợp lý, tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên hệ thống và duy trì hiệu suất của hệ thống.

III Quản lý tài nguyên của tiến trình:

 là một chức năng quan trọng của hệ điều hành, giúp đảm bảo rằng mỗi tiến trình

có thể sử dụng tài nguyên của hệ thống một cách hiệu quả và công bằng Các tài nguyên mà hệ điều hành cần quản lý bao gồm bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, file hệ thống, và các tài nguyên khác mà tiến trình cần sử dụng để thực thi.

1 Quản lý bộ nhớ của tến rình

Hệ điều hành Windows quản lý bộ nhớ của các tiến trình bằng cách cấp phát và theo dõi các vùng bộ nhớ mà tiến trình sử dụng Quá trình quản lý bộ nhớ bao gồm nhiều kỹ thuật và cơ chế khác nhau, bao gồm:

a Cấp phá bộ nhớ cho tến rình

  Khi một tiến trình được tạo ra, hệ điều hành cấp phát bộ nhớ cho tiến trình

đó từ bộ nhớ vật lý (RAM) Hệ điều hành phân chia bộ nhớ thành các vùng riêng biệt để đảm bảo tiến trình có không gian cần thiết để thực thi mà không ảnh hưởng đến các tiến trình khác.

  Bộ nhớ được cấp phát thường xuyên theo yêu cầu của tiến trình, và hệ điều hành sử dụng cơ chế quản lý bộ nhớ để theo dõi việc phân bổ này.

b Bộ nhớ ảo (Virual Memory)

  Bộ nhớ ảo là một kỹ thuật cho phép hệ điều hành giả lập bộ nhớ lớn hơn bộ nhớ vật lý Nó sử dụng một phần của ổ đĩa (thường gọi là swap file  hoặc

page file ) để lưu trữ dữ liệu mà không thể chứa trong bộ nhớ RAM.

  Khi bộ nhớ RAM cạn kiệt, hệ điều hành sẽ hoán đổi dữ liệu giữa bộ nhớ RAM và bộ nhớ ảo trên ổ đĩa, giúp tiến trình tiếp tục chạy mà không gặp phải lỗi thiếu bộ nhớ.

  Bộ nhớ ảo không chỉ giúp giảm thiểu tình trạng thiếu bộ nhớ mà còn giúp hệ điều hành bảo vệ bộ nhớ của tiến trình này khỏi bị truy cập trái phép từ các tiến trình khác.

c Hoán đổi bộ nhớ (Paging)

  Hoán đổi bộ nhớ là một kỹ thuật quan trọng trong quản lý bộ nhớ ảo Hệ điều hành chia bộ nhớ thành các khối nhỏ  gọi là pages Khi một tiến trình yêu cầu bộ nhớ, hệ điều hành sẽ cấp phát các page này.

  Các page có thể được chuyển đổi giữa bộ nhớ vật lý (RAM) và bộ nhớ ảo (trên ổ đĩa) khi cần thiết Nếu một tiến trình cần dữ liệu mà chưa được tải vào RAM, hệ điều hành sẽ thực hiện hoán đổi (paging) để lấy page cần thiết

từ bộ nhớ ảo vào bộ nhớ vật lý.

2 Quản lý ài nguyên hệ hống của tến rình

Bên cạnh bộ nhớ, các tiến trình còn yêu cầu sử dụng các tài nguyên hệ thống khác như thiết bị ngoại vi, file hệ thống và các tài nguyên phần cứng Hệ điều hành phải đảm bảo rằng các tiến trình có thể truy cập tài nguyên này một cách an toàn và hiệu quả.

a Thiế bị ngoại vi

  Quản lý thiết bị ngoại vi  bao gồm việc cấp phát và quản lý các thiết bị như bàn phím, chuột, màn hình, ổ cứng, máy in, mạng, và các thiết bị ngoại vi khác mà các tiến trình có thể cần sử dụng.

  Hệ điều hành Windows sử dụng các trình điều khiển thiết bị  (device drivers) để giao tiếp với phần cứng Các tiến trình yêu cầu thiết bị nào sẽ phải thông qua các trình điều khiển này, và hệ điều hành sẽ đảm bảo việc chia sẻ tài nguyên thiết bị giữa các tiến trình một cách công bằng.

  Khi nhiều tiến trình yêu cầu sử dụng cùng một thiết bị ngoại vi, hệ điều hành

có thể sử dụng các cơ chế như cấp phát theo yêu cầu  hoặc hàng đợi  để xử

lý các yêu cầu này.

b Quản lý fle hệ hống

  File hệ thống  là một phần quan trọng trong việc quản lý tài nguyên của hệ thống Các tiến trình cần phải đọc và ghi dữ liệu vào các file trên ổ đĩa.

  Hệ điều hành Windows cung cấp một hệ thống file (ví dụ: NTFS ) để lưu trữ

và truy xuất dữ liệu Các tiến trình có thể mở, đọc, ghi, và đóng các file thông qua các lệnh và API mà hệ điều hành cung cấp.

  Quản lý quyền truy cập file : Hệ điều hành cũng đảm bảo rằng các tiến trình chỉ có thể truy cập vào các file mà chúng có quyền Điều này giúp ngăn chặn sự xâm phạm và bảo mật hệ thống.