Đề Cương HỆ ĐIỀU HÀNH NÂNG CAO
Cho biết nhiệm vụ của bộ định thời dài hạn (long-term scheduler)?
Bộ định thời
dài hạn lựa chọn các quá trình từ khối này và tải chúng vào bộ nhớ để thực hiện.
Cho biết nhiệm vụ của bộ định thời ngắn hạn (short-term
scheduler)?
Bộ định thời
ngắn hạn lựa chọn trong số các tiến trình đã sẵn sàng để thực hiện và cấp phát
CPU cho một trong số các tiến trình đó.
Cho biết nhiệm vụ của bộ định thời trung gian (medium-term
scheduler)?
Bộ định thời
trung hạn loại bỏ các tiến trình khỏi bộ nhớ để khỏi tranh chấp CPU, do đó giảm
bớt mức độ đa chương trình.
Điều gì là vấn đề chính để làm nên sự khác biệt của bộ định thời
dài hạn và bộ định thời ngắn hạn là:
+ Tần số làm việc (ngắn hạn nhanh hơn);
+ Mức độ đa chương của hệ thống phụ thuộc
vào bộ định thời dài hạn.
Định thời không ưu tiên (non-preemptive
scheduling) xảy ra khi:
Khi một tiến trình đi vào trạng thái hoạt động, trạng thái của tiến
trình đó không được xóa khỏi lịch trình cho đến khi nó kết thúc thời gian phục
vụ của mình.
Định thời có ưu tiên (preemptive
scheduling) là kiểu định thời trong đó:
Cho phép ngừng công việc đang xử lý một process để chuyển CPU đến phục vụ
một process khác.
Cho biết các kiểu định thời xảy ra khi nào?
a.Không ưu tiên:
+ Khi một quá trình chuyển từ trạng
thái chạy sang trạng thái chờ;
+ Khi một quá trình kết thúc.
b.Ưu tiên:
+ Khi một quá trình chuyển từ trạng
thái chạy sang trạng thái sẵn sàng;
+ Khi một quá trình chuyển từ trạng
thái chờ sang trạng thái sẵn sàng.
Các hoạt động chính của hệ điều hành trong quản lý thiết bị lưu
trữ (mass-storage management):
+ Cấp phát không gian lưu trữ (Storge allocation);
+ Định thời đĩa (Disk
scheduling);
+ Quản lý không gian trống
(Free-space management).
Các hoạt động chính của hệ điều hành trong
quản lý tiến trình (process management):
+ Tạo và xóa cả quy trình người dùng và hệ
thống;
+ Tạm dừng và khôi phục các tiến
trình;
+ Cung cấp cơ chế đồng bộ các
tiến trình;
+ Cung cấp cơ chế giao tiếp các
tiến trình;
+ Cung cấp cơ chế xử lý
deadlock.
Các hoạt động chính của hệ điều hành trong
quản lý bộ nhớ (memory management):
+ Cung cấp và thu hồi không gian bộ nhớ
khi cần thiết;
+ Theo dõi các phần của bộ nhớ
đang được sử dụng và sử dụng bởi tiến trình nào;
+ Quyết định những tiến trình
nào và dữ liệu để di chuyển vào và ra khỏi bộ nhớ.
5 hoạt động chính của hệ điều hành trong
quản lý hệ thống tập tin:
+ Tạo và xóa các tập tin;
+ Tạo và xóa các thư mục để tổ
chức các tập tin;
+ Hỗ trợ căn bản để thao tác
các tập tin và thư mục;
+ Sắp xếp các tập tin vào bộ nhớ
thứ cấp;
+ Sao lưu các tập tin trên
phương tiện lưu trữ ổn định.
Địa chỉ logic hay địa chỉ ảo (logical address
– virtual address) là địa chỉ:
Được tạo ra bởi tính toán của CPU.
Địa chỉ vật lý (physical address) là địa
chỉ:
Được tạo ra bởi đơn vị quản lý bộ nhớ (Memory management unit – MMU).
Cho biết nguyên lý và đặc điểm của cấp
phát bộ nhớ kiểu MFT (multiprogramming with Fixed number of Task):
+ Nguyên lý: phân chia bộ nhớ thành những phân vùng có kích thước
cố định. Mỗi phân vùng có thể chứa chính xác một tiến trình. Do đó, mức độ của
đa chương trình bị giới hạn bởi số lượng phân vùng.
+ Đặc điểm: khi một phân vùng trống, một tiến trình được chọn từ hàng
đợi đầu vào và được nạp vào phân vùng trống. Khi một tiến trình kết thúc, phân
vùng có sẵn để dành lại cho một tiến trình khác.
Cấp phát bộ nhớ kiểu MVT (Multiprogramming
with Variable number of Task):
Khác với kiểu MFT, ở chế độ MVT, bộ nhớ trong không bị chia sẵn thành
các vùng. Phần bộ nhớ khả dụng (được gọi là hole) cấp một phần vừa đủ cho
process, phần còn lại tạo thành hole khác.
Phân mảnh ngoại (External Fragmentation)
khi cấp phát bộ nhớ là:
Kích thước không gian bộ nhớ còn trống đủ để thỏa mãn một yêu cầu cấp
phát, tuy nhiên không gian nhớ này có thể không liên tục. Có thể dùng cơ chế kết khối compaction để gom lại thành
vùng nhớ liên tục.
Phân mảnh nội (Internal Fragmentation) khi
cấp phát bộ nhớ là:
Kích thước vùng nhớ được cấp phát lớn hơn vùng nhớ yêu cầu. Hiện tượng
phân mảnh nội thường xảy ra khi bộ nhớ thực được chia thành các khối kích thước
cố định và các process được cấp phát theo đơn vị khối. Ex: cơ chế phân trang.
Lưu trữ không ổn định (volatile):
Thông tin lưu trong thiết bị lưu trữ không ổn định sẽ bị mất khi hệ thống
bị hỏng hóc. Ví dụ của thiết bị lưu trữ không ổn định là: bộ nhớ chính, bộ nhớ
cache. Sự truy cập đến các thiết bị lưu trữ không ổn định là cực nhanh. Lý do,
một là do tính chất của bộ nhớ cho phép như vậy; hai là có thể truy xuất trực
tiếp các hạng mục dữ liệu chứa trong nó.
Lưu trữ ổn định (nonvolatile):
Thông tin lưu trữ trong thiết bị lưu trữ ổn định thường không bị mất khi
hệ thống bị sự cố. Tuy nhiên, nguy cơ bản thân thiết bị lưu trữ ổn định bị hỏng
vẫn có thể xảy ra. Ví dụ của thiết bị lưu trữ ổn định là: đĩa từ và băng từ.
Trong hầu hết các hệ cơ sở dữ liệu thiết bị lưu trữ ổn định thường được dùng là
đĩa từ.
Các ưu điểm của MultiProcessor System còn gọi là Parallel System
<< máy tính có nhiều bộ xử lý cùng chia sẻ hệ thống đường truyền dữ
liệu, đồng hồ, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi. Mỗi CPU thực hiện một công việc
và khi đó các công việc sẽ thực sự diễn ra đồng thời. >>
+ Increased throughput – Tăng
thông: nhiều việc được thực hiện trong thời gian ngắn. Mức tăng tỉ lệ thuận, N
processor tốc độ tăng N lần.
+ Economy – Kinh tế: hệ thống đa xử lý có thể chi phí ít hơn
so với hệ thống tương đương với nhiều bộ xử lý do chúng dùng chung thiết bị, bộ
nhớ, nguồn cung cấp điện.
+ Increase reliability – Tăng độ tin cậy: sự hỏng hóc của một bộ xử lý sẽ không ảnh
hưởng đến toàn bộ hệ thống, chỉ làm chậm nó xuống.
Trong hệ thống Đa xử lý đối xứng
(Symmetric MultiProcessing – SMP):
+ Các processor vận hành cùng một
hệ điều hành duy nhất;
+ Nhiều ứng dụng thực thi cùng
với hiệu suất cao;
+ Đa số các hệ điều hành đều hỗ
trợ SMP.
Trong hệ thống Đa xử lý bất đối xứng
(Asymmetric MultiProcessing – A.SMP):
+ Mỗi processor thực thi một
công việc khác nhau;
+ Master Processor định thời
(schedule) và cấp phát (allocate) công việc cho các slave processor.
Cho biết các trạng thái có thể có của một
process:
+ New: tạo mới một process;
+ Running: các lệnh của tiến
trình đang được thực thi;
+ Waiting: tiến trình đang chờ
cấp phát một tài nguyên hay một số sự kiện xảy ra;
+ Ready: tiến trình chờ được cấp
phát CPU để xử lý;
+ Terminated: tiến trình hoàn tất
xử lý.
Mỗi process được hiển thị trong hệ thống bằng Task Control Block
(Process Control Block), các thông tin liên quan đến mỗi process:
+
Process state: trạng thái tiến trình – running, waiting,…
+
Program counter: bộ đếm chương trình
+
CPU register
+
CPU scheduling
+
Memory-information management
+ Acounting information
+ I/O status information.