Nhập môn tin học chương 4 giới thiệu hệ điều hành

... Ext3) 44 III Ví dụ hệ ñiều hành Hệ ñiều hành Windows Hệ ñiều hành Unix, Linux 45 Hệ ñiều hành Windows a Các hệ ñiều hành Windows b Giới thiệu Windows XP 46 a Các hệ ñiều hành Windows Các hệ ñiều hành. ..Nội dung chương I Khái niệm hệ ñiều hành II Tập tin thư mục III.Ví dụ hệ ñiều hành I Khái niệm hệ ñiều hành ðịnh nghĩa hệ ñiều hành Phân loại hệ ñiều hành Các khái niệm ðịnh nghĩa hệ ñiều hành Với... Thế hệ 1965 - 1980 • Mạch tích hợp (ICs) – ña chương Thế hệ 1980 - • Máy vi tính – ña chương ñại Ví dụ: batch system Các loại hệ ñiều hành ñại Hệ ñiều hành máy tính lớn (mainframe) Hệ ñiều hành

NHẬP MÔN TIN HỌC

Chương 4

GIỚI THIỆU

HỆ ðIỀU HÀNH

Nội dung chương 4

I Khái niệm về hệ ñiều hành

II Tập tin và thư mục

III.Ví dụ hệ ñiều hành

I Khái niệm về hệ ñiều hành

1 ðịnh nghĩa hệ ñiều hành

2 Phân loại hệ ñiều hành

3 Các khái niệm cơ bản

1 ðịnh nghĩa hệ ñiều hành

Với người sử dụng (users):

• HDH là chương trình nạp vào máy ñầu tiên

• HDH quản lý tương tác người máy

Với người lập trình (programmers):

Các lớp hoạt ñộng của máy tính

2 Phân loại hệ ñiều hành

Phân loại theo thứ tự xuất hiện

 Lịch sử hệ ñiều hành

Phân loại theo hoạt ñộng

Phân loại theo thứ tự xuất hiện

Ví dụ: batch system

Các loại hệ ñiều hành hiện ñại

Hệ ñiều hành máy tính lớn (mainframe)

Hệ thống máy tính lớn

PDA (Personal Digital Assistant)

3 Các khái niệm cơ bản

a Process (tiến trình) và Thread (luồng)

b File

c System Calls – Lệnh gọi hệ thống

d Shell – Giao diện với người sử dụng

a Process và thread

Process: chương trình ñược cho thực thi

• ðược nạp vào bộ nhớ

• Có các thông tin trạng thái

Hệ thống ña chương: tập hợp các process tồn tại ñồng thời

• Các process của hệ ñiều hành

Kernel mode

• Các process ứng dụng

User mode

Process có 2 ñặc trưng:

• ðơn vị ñược cấp phát tài nguyên

• ðơn vị ñược thực thi

Thread là sự trừu tượng hoá ñặc trưng thực thi của process

• Control path

• Lightweight process

• Context of execution

Mô hình thread

Ví dụ ứng dụng thread

Một word processor với 3 thread

2 File

File: ñơn vị lưu trữ trên thiết bị nhớ ngoài

Là sự trừu tượng hoá dữ liệu (che dấu phần

3 Lệnh gọi hệ thống

Chương trình ứng dụng (user program) truyền thông và yêu cầu dịch vụ của hệ ñiều hành thông qua lệnh gọi hệ thống (system calls)

System call:

• Hàm thư viện của hệ ñiều hành

• Phụ thuộc từng loại hệ ñiều hành

Ví dụ:

UNIX/Win32 API (Application Programming Interface)

Ví dụ: các bước gọi read(fd, buffer, nbytes)

4 Giao diện với người sử dụng

Các dạng cơ bản:

• Dòng lệnh (command line)

• ðồ hoạ (Graphical User Interface, GUI)

II Tập tin và thư mục

1 Tập tin (File)

2 Thư mục (Folder/Directory)

3 Khái niệm hệ thống file (File system)

a Tên file

Mỗi file có tên (filename) theo quy ñịnh của hệ ñiều hành, ví dụ:

• DOS  8.3

• Windows  long filename (<=255)

Tên file có phần mở rộng (extensions) xác ñịnh loại file

• Có thể có nhiều phần mở rộng

b Cấu trúc file

Các dạng chính (cấp thấp):

• Chuỗi byte (byte sequence)

• Chuỗi record (record sequence)

• Cây record (record tree)

Cấu trúc luận lý (cấp cao) do chương trình ứng dụng qui ñịnh

• Ví dụ: field, record, file, database, …

Cấu trúc file (tt)

a Chuỗi byte b Chuỗi record c Cây record

c Loại file

File thường (regular files)

• Dạng nhị phân (binary)

• Dạng văn bản (text)

Thư mục (folder, directory): file hệ thống

File ñặc biệt (special files): trừu tượng hoá thiết bị I/O

• Dạng ký tự  card mạng

• Dạng khối  ñĩa

d Thuộc tính file

File có tên, dữ liệu khi ñược tạo ra

Hệ ñiều hành thêm các thuộc tính (attributes) cần thiết như date, time, …

• Các thuộc tính phụ thuộc hệ thống file

Các thuộc tính thông dụng

Name – Tên file

Identifier – Danh hiệu (Id)

Type – loại file

Location – Vị trí

Size – Kích thước

Protection – Dùng trong bảo vệ

Date, Time – Các thông tin về thời gian

e Các thao tác trên file

Các hệ ñiều hành cung cấp các thao tác trên file khác nhau

• Dùng cho user  các thao tác trên File Manager

• Dùng cho programmer  các lệnh gọi hệ thống (system calls)

Một số thao tác cơ bản trên file

Ghi dữ liệu vào file tại vị trí hiện hành Write

ðọc file tại vị trí hiện hành Read

Cần ñóng file sau khi sử dụng Close

Cần mở file trước khi truy xuất Open

Xoá file Có thể xoá tự ñộng, phục hồi Delete

Tạo file rỗng và ñặt 1 số thuộc tính Create

Ý nghĩa Thao tác

Một số thao tác cơ bản trên file (tt)

• Tên file

• Các thuộc tính

• …

• Linux chỉ có 1 cây thư mục trên hệ thống

• Cần phải mount các ñĩa luận lý, hệ thống file trên mạng vào cây thư mục

Ví dụ: cây thư mục

Ví dụ: ñồ thị thư mục

b Tên ñường dẫn

Khi có tổ chức thư mục thì cần thông tin

về vị trí file trên cây thư mục  tên ñường dẫn (pathname)

• Pathname = path + filename

Ví dụ:

• c:\windows\explorer.exe

• /etc/samba/samba.conf

c Các thao tác trên thư mục

Tương tự thao tác trên file, các thao tác trên thư mục khác nhau trên các hệ thống file

Một số thao tác cơ bản trên thư mục

Cho phép file xuất hiện trong nhiều thư mục

Xoá thư mục rỗng Delete

Tạo thư mục rỗng với và

Create

Ý nghĩa Thao tác

3 Khái niệm hệ thống file

Mỗi partition bao gồm các khối (block/cluster) gồm các sector liên tục: ñơn vị cấp phát cho file

• Mỗi khối có ñịa chỉ

Hiện thực hệ thống file:

• Quản lý các khối thuộc về file

• Quản lý khối chưa sử dụng (free blocks)

• Quản lý khối không sử dụng ñược (bad blocks)

Ví dụ

Các dạng partition, logical drives

III Ví dụ hệ ñiều hành

1 Hệ ñiều hành Windows

2 Hệ ñiều hành Unix, Linux

1 Hệ ñiều hành Windows

a Các hệ ñiều hành Windows

b Giới thiệu Windows XP

a Các hệ ñiều hành Windows

Các hệ ñiều hành Windows 9x

Các hệ ñiều hành Windows (tt)

Các hệ ñiều hành Windows NT

b Giới thiệu Windows XP

Hệ ñiều hành dạng preemptive multitasking trên Intel CPU

• Dùng bộ nhớ ảo và cơ chế bảo vệ tài nguyên

Tương thích với chuẩn POSIX (IEEE 1003.1)

Các ñặc trưng (tt)

Hiệu suất cao

• Ngưng (preemption) các thread ñộ ưu tiên thấp  hệ thống ñáp ứng nhanh

Hỗ trợ nhiều loại ngôn ngữ

Kiến trúc hệ thống Windows XP

Tổ chức theo lớp các khối chức năng

Protected mode

• HAL, kernel, executive

User mode – tập hợp các subsystem

• Environment: giả lập các hệ ñiều hành

• Protection: cung cấp các chức năng bảo mật

Kiến trúc Windows XP (tt)

2 Hệ ñiều hành Unix, Linux

a Giới thiệu hệ ñiều hành Unix

b Giới thiệu hệ ñiều hành Linux

a Giới thiệu hệ ñiều hành Unix

UNIX xuất phát từ dự án MULTICS

• AT&T Bell và MIT

Ken Thompson, Dennis Ritchie phát triển thành UNIX

• Chương trình nguồn trên C

Cấu trúc UNIX

Các họ /dòng UNIX hiện ñại

• Berkeley Software Distribution

• Mô hình socket trên TCP/IP

b Giới thiệu hệ ñiều hành Linux

Do Linus Torvard phát triển từ hệ ñiều hành Minix

• Dùng cho máy IBM PC 80386 (năm 1991, kernel 0.01)

• Hiện nay (kernel 2.4, 2.6) thực thi trên IA32/64,

PowerPC, Sun SPARC, …

• Dự án Beowulf với Linux Cluster

Linux có dạng mã nguồn mở, miễn phí theo GNU FSF

• Dự án Gnu Not Unix

• Các công cụ gcc, make, …

• Free Software Foundation

• GPL – GNU Public License

Tương thích với chuẩn POSIX

Giao diện lập trình theo SVR4 UNIX

Kernel dùng cấu trúc khối (modular structure)

Các thành phần trên Linux

Các thành phần trên Linux kernel