hdh1
Giới thiệu
-Từ các mô hình máy tính đơn giản
-bộ nhớ ko có giới hạn
-các chương trình được lưu trữ như dữ liệu
Hệ điều hành là gì?
-Hệ điều hành là phần mềm được thiết kế dùng để:
+ cung cấp 1 máy tính mở rộng
+quản lý các tài nguyên
Cách xây dựng hệ điều hành?
-trừu tượng hóa
+CPU
+Bộ nhớ
+Các thiết bị lưu trữ
+I/O
-quản lý thì bị ẩn đi
Trừu tượng CPU, làm thế nào?
-tại sao phải trừu tượng:
+khai thác CPU 1 cách hiệu quả nhất
+đa nhiệm thì rất quan trọng
-làm thế nào
+tiến trình
+tiểu trình (luồng)
+lập lịch
+liên kết thông tin giữa các tiến trình (IPC)
-Tiến trình:
+nhóm các tài nguyên lại
+chứa luồng điều khiển
-Tiểu trình
+thông tin cho thực thi điều khiển
+phải thực thi trong một tiến trình
+được gọi là một tiến trình gọn nhẹ
-Lập lịch
Khi
+1 tiến trình mới được tạo
+1 tiến trình thoát
+1 tiến trình bị khóa
+1 I/O xảy ra gián đoạn
Mục tiêu:
+phụ thuộc vào môi trường: lô, tương tác, thời gian thực
+rõ ràng
+ thực thi chính sách
+cân bằng
Các thuật toán lập lịch:
-hệ thống lô:
+vào trước phục vụ trước (FCFS)
+thời gian ngắn nhất thì được làm việc trước (SJF)
-hệ thống tương tác:
+quay vòng luân chuyển
+độ ưu tiên
+đa hàng đời: lưu vết
+tiến trình ngắn nhất tiếp theo
+lập lịch được đảm bảo
+xổ số
+chia sẻ công bằng
Liên kết thông tin giữa các tiến trình:
-cách để truyền thông tin giữa các tiến trình
+chia sẻ bộ nhớ
+truyền thông điệp
-Chia sẻ bộ nhớ:
+điều kiện cuộc đua, khu vực/phần quan trọng
+vô hiệu hóa ngắt
+busy waiting/ quay khóa(spin lock)
Khóa biến
+ngủ và đánh thức (sleep and wakeup)
Vấn đề sản xuất-tiêu dùng
Giám sát
Trừu tượng bộ nhớ, làm thế nào?
Tại sao:
-lập trình viên
+riêng tư
+vô cùng lớn
+vô cùng nhanh
+không bao hơi
Vấn đề:
+hệ thống phân cấp bị ẩn
+sự cấp phát và không cấp phát
+ bảo vệ truy cập
+tái định cư
Không gian địa chỉ:
+thiết lập các địa chỉ mà một tiến trình có thể sử dụng
+mỗi tiến trình thì bản thân nó có một không gian địa chỉ
+giải pháp:
Trừu tượng thiết bị lưu trữ
-các thiết bị lưu trữ: lưu trữ thông tin lâu dài
+giới hạn rất lớn
+không bay hơi
+đa tiến trình có thể truy cập đồng thời
-làm thế nào để trừu tượng
+mô hình hóa file hệ thống
+các file là các đơn vị logic của thông tin được tạo bảo tiến trình
-Tập tin (file)
+đặt tên
+cấu trúc
<không quan tâm ý nghĩa của file
<không có cấu trúc
<ghi lại
<cây
+kiểu
<các tệp tin thông thường: ASCII, nhị phân
<các thư mục
+truy cập tệp tin: trình tự hoặc ngẫu nhiên
+các thuộc tính (siêu dữ liệu)
+các hoạt động
-Chuyên mục
+mức đơn
+hệ thống phân cấp
<Tên đường dẫn tương đối
< Tên đường dẫn tuyệt đối
-Các hoạt động
<tạo
<xóa
<mở
<đóng
<đọc
<thay đổi tên
<liên kết
<bỏ liên kết
-Bố cục hệ thống tập tin
+Hệ thống tệp tin được lưu trữ trên đĩa
-Thực hiện các tệp tin
+Cấp phát liên tục
<đơn giản để thực hiện
<đọc hiệu suất để hoàn thiện
< phân mảnh bên ngoài
<chiều dài tệp tin được cố định (CD-ROM, DVD, phương tiện truyền thông quang học ghi một lần khác)
+Cấp phát dnah sách được liên kết
<không phân mảnh bên ngoài
<truy cập ngẫu nhiên thì cực lỳ chậm
<một khóa thì không chỉ bao gồm dữ liệu
-Thực hiện các tệp tin
+Bảng trong bộ nhớ
< bảng phân bổ tệp tin
< toàn bộ bảng phải nằm trong bộ nhớ => không có quy mô tốt đến đĩa lớn
+ Các nút
-Thực hiện các chuyên mục
+ bản đồ tên đường dẫn vào thông tin cần để xác định vị trí dữ liệu
+ các thuộc tính chặt chẽ
+một vài kỹ thuật cho vấn đề tìm kiếm
-chia sẻ các tệp tin
-đăng nhập hệ thống tệp tin có cấu trúc
-hệ thống tệp tin nhật ký
-hệ thống các tệp tin ảo
-quản lý không gian đĩa
- sao lưu hệ thống tệp tin
- nhất quán hệ thống tệp tin
-hiệu suất
Quản lý I/O
Tại sao
- giao diện thiết bị độc lập
-các thiết bị thì thực sự khác nhau và yêu cầu các chuỗi lệnh rất khác nhau cho mỗi hoạt động I/O
Lớp phần mềm I/O
Xu hướng trong cơ sở hạ tầng
Định luật Moore áp dụng hoặc không có.lõi
không đồng nhất các lõi
- song song lớn (nhiều lõi)
-các lõi không đồng nhất
-mạng internet nhanh ở mọi nơi
-điện toán đám mây
-máy tính phổ biến
-các thiết bị dữ liệu lớn và lưu trữ lớn
Mục tiêu của khóa học
- nhận được hiểu biết sâu hơn
-hướng dẫn một vài chủ đề nâng cao
Giáo trình khóa học
Giới thiệu: chương 1-13
Song song và phân phối: chương 8
Thời gian thực: chương 7
Bảo vệ và bảo mật: chương 9
Điều kiện tiên quyết
-các nguyên tắc của nguyên lý hệ điều hành
-Kỹ năng lập trình cơ bản
-Các kỹ thuật web cốt lõi
Trừu tượng CPU, làm thế nào
Liên kết thông tin các tiến trình
Thay đổi luân phiên chặt chẽ (strict alternation)
Giải pháp Peterson
TSL/XCHG
Semaphores
Mutexes
Hệ thống phân cấp bộ nhớ
Trừu tượng hóa mộ nhớ, làm thế nào
Các thanh ghi cơ sở và giới hạn
một phiên bản đơn giản nhất của di chuyển động
-Swap: không đủ để giữ tất cả các tiến trình in bộ nhớ vật lý
Swap èmột vài vấn đề
-kích thước cố định trong khi dữ liệu phân đoạn có thể phát triển
+phân bổ 1 bộ nhớ bổ sung
+sắp xếp ngăn xếp và phân đoạn vùng heap
-Tiến trình lớn không thể chạy
-Vấn đề phân mảnh
+Phân mảnh bên ngoài
+Phân mảnh bên trong
+Bộ nhớ nhỏ gọn èlãng phí thời gian CPU
-Làm thế nào để quản lý bộ nhớ trống
+các bitmap: kích thước đơn vị, khó khăn để cấp phát
+các danh sách rỗng
-Làm thế nào để cấp phát
+phù hợp đầu tiên
+phù hợp tiếp theo
+phù hợp nhất
+phù hợp tệ nhất
+phù hợp nhanh
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen247.Pro