Câu 1: Trình bày mối quan hệ của HĐH với các thành phần trong hệ thống máy tính, từ đó đưa ra KN về HĐH ?

Hệ thống máy tính là một hề thống kết hợp cả thiết bị phần cứng và vấn đề điều khiển, phân phối công việc trong toàn hệ thống. Để giải quyết bài toán này, ko thể sử dụng 1 phương pháp thủ công mà cần có một cơ chế tự động hoá là cần có một chương trình điều khiển hoạt động của hệ thống máy tính. Chương trình đó được gọi là HĐH - một thành phần quan trọng của hệ thông máy tính.

Để làm rõ khái niệm về HĐH, chúng ta nhận thấy một hệ thống máy tính có thể phân chia thành 4 lớp:

+ Phần cứng

+ HĐH

+ Các chương trình ứng dụng

+ Người sử dụng ( người sử dụng trực tiếp, các thiết bị chuyên dụng kết nối với máy tính, các máy tính khác )

Bốn lớp này có quan hệ mật thiết với nhau:

+ Xét về phía người sử dụng thì HĐH cần phải tạo được môi trường giao diện giữa người sử dụng và máy tính. Thông qua môi trường này cho phép người sử dụng đưa ra các lệnh, chỉ thị điều khiển hoạt động của hệ thống.

+ Xét về phía các chương trình ứng dụng thì HĐH phải tạo môi trường để các chương trình ứng dụng hoạt động; cung cấp các cơ chế cho phép kích hoạt và loại bỏ các chương trình ứng dụng

+ Xét về phía phần cứng thì HĐH phải quản lý các thiết bị một cách có hiệu quả, khai thác được hết khả năng của thiết bị, cung cấp cho các chương trình và người sử dụng tài nguyên phần cứng khi có nhu cầu, thu hồi khi cần thiết.

Như vậy có thể coi HĐH là một tập hợp các chương trình hệ thống có chức năng tạo môi trường giao diện cho người sử dụng, tạo môi trường hoạt động cho các chương trình ứng dụng; quản lý và khai thác hiệu quả các thiết bị phần cứng.

Câu 2: Nêu các tính chất cơ bản của HĐH ? Cho VD minh hoạ qua các HĐH ?

Độ tin cậy cao: Mọi hoạt động, mọi thông báo của HĐH phải chuẩn xác tuyệt đối. Chỉ khi nào chắc chắn đúng thì HĐH mới cung cấp thông tin cho người sử dụng. Ví dụ: khi truy nhập đĩa, nếu gặp lỗi truy nhập HĐH cố gắng lặp lại thao tác nhiều lần. Nếu vẫn ko được lúc đó mới đưa ra các thông báo lỗi.

Tính an toàn: HĐH phải đảm bảo sao cho DL và chương trình ko bị thay đổi ngoài ý muốn trong mọi trường hợp và trong mọi chế độ hoạt động. Để đảm bảo được yếu tố an toàn, các HĐH cần cung cấp các cơ chế bảo vệ DL và bảo vệ các tài nguyên sử dụng chung, tránh được sự vi phạm do vô tình hoặc cố ý của người sử dụng và các chương trình

Tính hiệu quả: Các tài nguyên của hệ thống phải được khai thác một cách triệt để sao cho ngay cả khi tài nguyên hạn chế vẫn có thể giải quyết được những nhu cầu phức tạp. Một khía cạnh khác của tính hiệu quả là phải duy trì hoạt động đồng bộ trong toàn hệ thống. Không được để những thiết bị chậm trì hoãn hoạt động của hệ thống

Tính kế thừa: HĐH phải có tính kế thừa các ưu điểm, khắc phục các nhược điểm của phiên bản trứơc và khả năng thích nghi với những thay đổi trong tương lai. Tính kế thừa là rất quan trọng ngay cả với các HĐH mới. Khi nâng cấp HĐH thì tính kế thừa là bắt buộc. Ví dụ như các thao tác, thông báo ko được thay đổi hoặc nếu có thì cần hàn chế và cần được hướng dẫn cụ thể khi chuyển đổi từ phiên bản này đến phiên bản khác. Đảm bảo tính kế thừa sẽ duy trì và phát triển đội ngũ người sử dụng, giảm chi phí đào tạo khi tiếp cận tới các phiên bản HĐH mới

Tính thuận lợi: HĐH phải sử dụng dễ dàng, có hiệu quả tuỳ theo kiến thức và kinh nghiệm của người dùng. HĐH phải có hệ thống trợ giúp, hướng dẫn phong phú, đầy đủ giúp người sử dụng có thể tự đào tạo mình ngay trong quá trình khai thác.

Trong môt khía cạnh nào đó, các tính chất trên có thể mâu thuẫn với nhau nhưng mỗi HĐH phải cần có một giải pháp trung hoà, ưu tiên hợp lý ở tính chất này hoặc tính chất khác.

Câu 3: Trình bày nguyên tắc cơ bản để thiết kế và xây dựng HĐH ?

Khi xây dựng HĐH các modul chương trình phải được thiết kế dựa trên một số nguyên tắc sau để bảo đảm các tính chất của HĐH

Nguyên tắc modul: HĐH được xây dựng từ những modul độc lập và giữa chúng có các nguyên tắc liên kết thành một hệ thống có tổ chức. Nguyên tắc modul thể hiện ở 2 dạng; dạng chức năng và dạng chương trình. Các modul quan hệ với nhau thông qua dữ liệu vào và ra, quan hệ phân cấp giữa các modul được thiết lập khi liên kết chúng thành các modul lớn để giải quyết các vấn đề phức tạp. Nguyên tắc modul cho phép tổ hợp những modul đã có theo nhiều cách khác nhau, đảm bảo tính đa dạng chức năng của HĐH.

Nguyên tắc tương đối trong định vị: Các modul chương trình được viết theo địa chỉ tương đối tính từ đầu bộ nhớ, khi thực hiện chúng mới được định vị vào vùng nhớ cụ thể. Nguyên tắc này giúp cho hệ thống sử dụng bộ nhớ một cách linh hoạt và HĐH ko bị phụ thuộc vào cấu hình bộ nhớ cụ thể.

Nguyên tắc Macro Processor: Theo nguyên tắc này, khi có một nhiệm vụ cụ thể hệ thống sẽ xây dụng các thẻ yêu cầu, liệt kê các công việc phải thực hiện. Trên cơ sở đó thực hiện các chương trình tương ứng với những công việc hiện. Mọi HĐH đều thực hiện nguyên tắc này trong đối thoại giữa người và máy trên ngôn ngữ vận hành. Nguyên tắc này làm cho quá trình đối thoại linh hoạt hơn mà ko cần tới một chương trình dịch phức tạp

Nguyên tắc lập chức năng: Mỗi công việc phải có nhiều cách thực hiện khác nhau với những tổ hợp modul khác nhau. Điều này bảo đảm tính an toàn của hệ thống ( vẫn có thể khai thác hệ thống khi thiếu hoặc hỏng một số thành phần nào đó) đồng thời người sử dụng sẽ sử dụng dễ dàng hơn đối với hệ thống. Đôi khi hệ thống còn tồn tại nhiều modul khác nhau cùng giải quyết một vấn đề, sự đa dạng này cho phép người sử dụng lựa chọn được phương pháp sử dụng tối ưu cho công việc của mình

Nguyên tắc giá trị chuẩn: Mỗi modul có thể có nhiều tham số, việc nhớ hết các tham số và phạm vi sử dụng chúng là vấn đề phức tạp và modul sẽ trở lên cồng kềnh một cách ko cần thiết. Để giải quyết vấn đề này trong mỗi modul có một tập các tham số ứng với những trường hợp thường gặp nhất. Nếu trong câu lệnh gọi modul thiếu tham số nào thì hệ thống sẽ bổ xung tham số này. Nguyên tắc này thể hiện rất rõ trong các hệ thống cài đặt

Nguyên tắc khởi tạo khi cài đặt: Khi cài đặt HĐH, chương trình cài đặt sẽ khởi tạo những phiên bản làm việc thích hợp với những tham số kĩ thuật hiện có, loại bỏ những modul ko cần thiết để có 1 phiên bản tối ưu cả về cấu trúc lẫn phương thức hoạt động

Nguyên tắc bảo vệ nhiều mức: Để đảm bảo tính an toàn của hệ thống và dữ liệu, các chương trình và dữ liệu phải được bảo vệ ở nhiều mức khác nhau. Cơ chế bảo vệ nhiều mức đã làm giảm đáng kể các lỗi ko cố ý của các tiến trình và người sử dụng.

Câu 4: Trình bày khái niệm về tài nguyên găng và đoạn tới hạn (đoạn găng) Từ đó nêu mục tiêu của quản lý tiến trình ?

Các tài nguyên logic và vật lý phân bổ cho các tiến trình song hành là tài nguyên "găng"

Các đoạn trình sử dụng tài nguyên găng gọi là đoạn tới hạn (đoạn găng)

Mục tiêu của quản lý tiến trình: là biết được các tiến trình song hành với nội dung chính là giải quyết bài toán tranh chấp tài nguyên giữa các tiến trình. Đồng thời biết được mối nguy hại của bế tắc, biết được các mức phòng tránh bế tắc của HĐH và có thể giải quyết được một số tình trạng bế tắc