Câu 1:khái niệm về HDHvà lịch sử phát triển.

KN: HDH là 1 ct pần mềm đc cài đặt trên máy tính dùng để qlý và đk các thiết bị pần cứng cũng như tài nguyên pần mềm trên máy tính.

-Do có nhiều ng sử dụng HDH với mục đích kác nhau:

Đối với ng sử dụng thì HDH đc coi là 1 ct giúp cho việc khai thác máy tính một cách dễ dàng và thuận tiện.vì 1 số ng sử dụng kô cần quan tâm đến việc HDH được tạo nên từ đâu,nó được xây dụng ntn.

Đối với ng làm công tác qlý thì HDH được coi là 1 ct pục vụ cho việc qlý được chặt chẽ hơn. được sử dụng tối ưu hệ thống tính toán.còn đvới kỹ thuật thì HDH là 1 hệ thống các ct để trang bị cho 1 mtính cụ thể nhằm tạo ra 1 mtính logic với các tài nguyên và khả năng mới

LSPT: 1(1945_1955) vào khoảng giữa thập niên 1940 howard aiken ở havard và john von neumam ở Princeton, dã thành công trong việc xây dựng máy tính dùng ống chân kô.Những máy này rất lớn với hơn 10000 ống chân kô nhưng chậm hơn nhiều so với máy rẻ nhất ngày nay.Mỗi máy được 1 nhóm thực hiện tất cả từ thiết kế,xây dựng lập trình ,thao tác qlý.Lập trình bằng ngôn ngữ máy tuyệt đối,thường là bằng cách dùng bảng đk để thực hiện các chức năng cơ bản.Ngôn ngữ lập trình chưa dược biết đến và HDH cũng chưa được biết đến.Vào đầu thập niên 1950,phiếu đục lỗ ra đời và có thể viết ct trên phiếu thay cho dùng bảng đk

2(1955_1965)Sự ra đời của thiết bị bán đẫn vào giưũa thập niên 1950 làm thay đổi bức tranh tổng thể.Máy tính trở nên đủ tin cậy hơn.Nó được sx và cung cấp cho các khách hàng.Lần đâu tiên co sự phân chia rõ ràng giữa ng thiết kế ,ng xây dụng ,ng vận hành,ng lập trình và ng bảo trì. Để thực hiện 1 cv(1 ct hay 1 tập hợp các ct),lập trình viên trước hết viết ct trên giấy (bằng hợp ngữ hay FORTRAN) sáu đó đục lỗ trên phiếu và cuối cùng đưa phiếu vào máy.Sau khi thục hiện xong nó sẽ xuất kết quả ra máy in.Hệ thống xử lý theo lổ ra đời ,nó lưu các yêu cầu cần thực hiện lên băng từ và hệ thống sẽ được thi hành lần lượt.Sau đó nó sẽ ghi kết quả lên băng từ xuất và cuối cùng ng sủ dụng sẽ đem băng từ xuất đi in.Hệ thống xử lý theo lô hoạt động dưói sự đk của 1 ct đặc biệt là tiền thân của HDH sau này .Ngôn ngữ lập trình sử dụngtròng giai đoạn này chủ yếu là FORTRAN và hợp ngữ.

3(65_80)Trong gian đoan nay may tinh duoc su dung rộng rãi trong khoa học cũng như trong thương mại.M áy IBM 360 l à máy tính đầu tiên s ử dụng mạch tích hợp(IC).T ừ đó kich thước và giá cả của các hệ thống máy giảm đáng kể và máy tính càng phổ biến hơn.các thiết bị ngoaị vi dành cho máy xuất hiện ngày càng nhiều và thao tác đk bắt đầu phức tạp.Hdh ra đời nhằm điều phối,kiểm soát hạot động và giải quyết các yêu cầu tranh chấp thiết bị.ct hdh dài cả triệu dòng hợp ng ữ và do hàng ngàn lập trình viên thực hiện.

Sau đó hdh ra khái niệm đa chương.CPU kô phải chờ thực hiện cac thao tác nhập xuất .bộ nhớ được chia làm nhiều phần,mỗi phần có 1 công việc (job)khác nhau ,khi 1 công việc chờ thực hiện nhập xuất CPU sẽ sử lý các công việc còn lại.tuy nhiên khi có nhiều công việc cùng xuất hiện trong bộ nhớ,vấn đề là phải có 1 cơ chế bảo vệ tránh các công việc ảnh hưởng đến nhau.HDH cũng cài đặt thuộc tính spool.giai đoạn này cũng đánh dấu sự ra đời của hdh chia sẻ thời gian như CTSS của MIT. đồng thời các hdh lớn ra đời như MULTICS,UNIX và hệ thống các máy mini cũng xuất hiện như DEC PDP_1.

4(80_)giai đoạn này đánh dấu sự ra đờicủa máy tính cá nhân, đặc biệt là hệ thống IBM PC với hđh MS_DOS và windows sau này.bên cạnh đó là sự phát triển mạnh của các hđh tựa Unix trên nhiều hệ máy khác nhau như limux.ngoài ra từ đàu thập niên 90 cũng đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ của hdh mạng và hđh phân tán.

2.phân loại hdh. được chia thành 4 nhóm

-hdh đơn nhiệm và hdh đa nhiệm:hđh đơn nhiệm là hđh khi 1 ct ứng dụng được đưa vào bộ nhớ nó sẽ chiếm toàn bộ tài nguyên của hệ thốngkhi nó chưa kết thúc ở khía cạnh nhỏ nhất .hdh đa nhiệm là hđh tại thời điểm cho phép nhiều ct,nhiều tác vụ được lưu lại trong bộ nhớ chúng có nhu cầu pục vụ việc thực hiện lệnh của CPU.-hđh đơn chương và hđh đa chương:hđh dơn chương là hđh tại 1 thời điểm chỉ cho pép 1 ng sử dụng thao tác lệnh.hđh đơn chương là hđh tại 1 thời điểm cho pép nhiều ng sử dụng thao tác lệnh.-hđh phân tán và hđh tập chung:hđh phân tán là hđh trên mỗi máycó 1 hđh khác.máy chủ chịu trách nhiệm cung ứng và qlý quyền truy cập vào các dịch vụ của máy trạm.hđh tập chung là hđh chỉ được cài đặt trên máy chủ các máy trạm khởi động nhờ thông wa máy chủ,các máy trạm chỉ làm chức năng nhập và xuất dữ liệu và mọi sử lý đều tập chung ở máy chủ,do đó khi máy chủ bị lỗi thì toàn bộ các máy trạmcũng bị lỗi, để tốc độ của các máy trạm nhanh pụ thuộc vào cấu hình của máy chủ(vd:hệ thống boot_rom).-hđh chia sẻ thời gian và hđh thời gian thực:hđh chia xẻ thời gian là hđh mà khi 1 cpu pục vụ các tiến trình ở trạng thái sẵn sàng thì 1 tiến trình có thể rơi vào trạng thái chờ vô hạn khi nó chưa được cấp phát cpu.hđh thời gian thực là hđh 1 tiến trìnhkhi đã xâm nhập vào hệ thống thì ở bất cứ thời điểm nào nó cũng đc pân pối cpu và tài nguyên của hệ thống

4.các thành phần của hệ thống máy tính

_Qlý tiến trình:Một ct kô thực hiện đc gì cả nếu như nó kô đc cpu thi hành.1 tiến trinh là 1 ct đang đc thi hành,nhưng ý nghĩa của nó còn rộng hơn.1 cviệc theo lô là1 tiến trình.1 ct ng dùng chia xẻ thời gian là 1 tiến trình,1 công việc của hệ thống như soopling xuất ra máy in cũng là 1 tiến trình.một tiến trình sử dụng tài nguyên như thời gian sử dụng cpu,bộ nhớ,tập tin,các thiết bị nhập xuất để hoần tấtcông việc của nó.các tài nguyên này đc cung cấp khi tiến trình đc tạo hay trong quá trình thi hành.khi tiến trình được tạo,nó sử dụng rất nhiều tài nguyên vật lý và luận lý.cũng như một số khởi tạo nhập(vd:khảo sát tiến trình hiển thị trạng thái của tập tin lên màn hình. đầu vào của tiến trình là là tên tập tin và tiến trình sẽ thực hiện những chỉ thị thích hợp,thực hiện lời gọi hệ thống để nhận đc những thông tin mong muốn và hiển thị nó lên màn hình.khi tiến trình kết thúc,hđh sẽ tái tạo lại các tài nguyên có thể đc dùng lại).một tiến trình hoạt động(active) hoàn toàn ngược lại với 1 tập tin trên đĩalà thụ động với 1 bộ đếm ct cho biết lệnh kế tiếp đc thi hành.việc thi hành đc thực hiện theo cơ chế tuần tự ,cpu sẽ thi hành từ lệnh đầu đến lệnh cuối.một tiến trinh được coi là 1 đvị làm việc của hệ thống.một hệ thống có thể có nhiều tiến trình cung lúc,trong đó 1 số tiến trình là của hđh,1 số tiến trình là của ng sử dụng.các tiến trình này có thể diễn ra đồng thời. vai trò của hđh với qlý tiến trình:Tạo và huỷ các triến trình của ng sử dụng và hệ thống.Ngưng và thực hiện lại 1 tiến trình.Cung cấp cơ chế đồng bộ tiến trình.Cung cấp cách thông tin giữa các tiến trình.Cung cấp cơ chế kiểm soát deadlock

_Qlý bộ nhớ chính:Trong hệ thống máy tính hiện đại bộ nhớ chính là trung tâm của các thao tác,xử lý.bộ nhớ chính có thể xem như một mảng kiểu byte hay word.mỗi pần tử đều có địa chỉ. Đó là nơi lưu dữ liệu đc cpu truy xuất 1 cách nhanh chóng xo với các thiết bị nhập xuất khác.cpu đọc những chỉ thị từ bộ nhớ chính.các thiết bị nhập xuất cài đặt cơ chế DMA cũng đọc và ghi dữ liệu trong bộ nhớ chính.thông thường bộ nhớ chínhchwá các thiết bị mà cpu có thể định vị trực tiếp(vd:cpu truy xuất dl từ đĩa,những dl này đc chuyển vàobộ nhớ wa lời gọi hệ thống nhập xuất).một ct muốn thi hành trước hết phải đc ánh xạ thành địa chỉ tuyệt đối và nạp vào bộ nhớ chính.ngay cả khi tiến trình kết thúc,dl vẫn còn trong bộ nhớ cho đến khi có 1 tiến trình khác đc ghi chồng lên. để tối ưu hoá quá trình hoạt động của cpu và tốc độ của máy tính,1 số tiến trình đc lưu giữ trong bộ nhớ.có rrất nhiều kế hoạch qtrị bộ nhớ do có nhiều ứng dụng bộ nhớ khác nhau và hiệu quả của các thuật toán phụ thuộc vào tuỳ tình huống cụ thể.lựu chọn 1 thuật toáncho 1 hệ thống đc mô tả trước pụ thuộc vào nhiều yếu tố, đặc biệt là pần cứng của hệ thống.vai trò của hđh với qlý bộ nhớ chính:Quyết định tiến trình nàođc nạp vào bộ nhớ chính,khi bộ nhớ đã có thể dùng đc.Cấp phát và thu hồi bộ nhớ khi cần thiết.

_Qlý bộ nhớ phụ:mục tiêu chính của hệ thống náy tính là thi hành ct.những ct với dl truy xuất của chúng phải đc đặt trong bộ nhớ chính trong suốt quá trình thi hành.nhưng bộ nhớ chính wa nhỏ để có thể lưu giữ mọi dl và ct ,ngoài ra dl sẽ mất nếu như kô đc cung cấp năng lượng.hệ thống máy tính hiện nay cung cấp hệ thống lưu trữ phụ. Đa số các máy tính đều dùng đĩađể lưu trữ cả ct và dl.hầu hết tát cả ct :ct dịch,hợp ngữ...đều đc lưu trữ trên đĩa cho tới khi nó đc thực hiện,napj vào trong bộ nhớ chính và cũng sử dụng đĩa đẻ dl và kết quả sử lý.vì vậy môt bộ qlý hệ thống đỉaats quan trịng cho hệ thống máy tính.

Vai trò của hđh trong việc qlý bằng đĩa:qlý vùng trống trên đĩa, định vị lưu trữ,lập lịch cho đĩa.

Vì hệ thống đĩa đc sử dụng thường xuyên,nên nó phải đc dung hiệu quả.tốc độ của toàn bộ hệ thống tuỳ thuộc rất nhiều vào tốc độ truy xuất đĩa

_Qlý hệ thống nhập xuất:một trong những mục tiêu của hđh là che dấu những đặc thù của các thiết bị phần cứng đối với ng sủ dụng thay vào đó là một lớp thân thiện hơn,ng sử dụng dễ thao tác hơn.một hệ thiống nhập/xuất bao gồm:

hệ thống buffer caching.giao tiếp điều khiển thiết bị tổng quát.bộ điều khiểncác thiết bị phần cứng

chỉ có device driver mới hiểu đến cấu trúc đặc thù của thiết bị mà nó mô tả

_Qlý hệ thống tệp tin:là thành pần rõ ràng nhất trong hđh.máy tính có thể lưu trữ thông tin trong nhiều dạng thiết bị vật lý khác nhau:băng từ, đĩa từ...mỗi dạng có những đặc thù riêng về mặt tổ chức vật lý.mỗi thiết bị có một kiểm soát như bộ đk đĩa(disk driver) và có những tính chất riêng.những tính chất này là tốc độ ,khả năng lưu trữ,tôc độ truyền dl và cách truy xuất. để cho việc sử dụng hệ thống máy tính thuận tiện ,hđh cung cấp một cái nhìn logic đồng nhất về hệ thống lưu trữ thông tin.hđh định nghĩa 1 đvị lưu trữ logic là 1 tệp tin.hđh tạo 1 ánh xạ từ tập tin tới vùng thông tin trên đĩa và truy xuất những tập tin anỳ thông qua thiết bị lưu trữ.một tập tin là 1 tập hợp những thông tin do ng tạo ra nó xác định .thông thương 1 tập tinđại diện cho 1 ct và dl.dl của tập tin có thể là số,ký tự hay ký số.tập tin thường có dạng tựe do.

Vai trò của hđh trong việc qlý thông tin:tạo và xoá 1 thư mục.hỗ trợ các thao tác trên tập tin và thư mục. ánh xạ tập tin trên hệ thống lưu trữ phụ.backup tập tin trên các thiết bị lưu trữ.

_Qlý hệ thống bảo vệ:trong một hệ thống nhiều ng sử dụngvà cho phép nhiều tiến trinh diễn ra đồng thời,các tt phải đc bảo vệ đvới những hoạt động khác.do đó hệ thống cung cấp cơ chế để đảm bảo rằng tập tin,bộ nhớ,cpu,và những tái nguyên khác chỉ đc truy cuất bởi ttcó quyền.hệ thống bảo vệ là 1 cơ chế kiểm soát quá trình truy xuất của ct,tt,hoặc ng sử dụng với tài nguyên của hệ thống.cơ chế này cũng cung cấp cách thức để mô tả lại mức độ kểm soát .nó cũng làm tăng độ an toàn khi kiểm tra lỗi trong giao tiếp giữa những hệ thống nhỏ bên trong.

_Qlý hệ thống cơ chế dòng lệnh:một trong những pần wan trọng của ct hệ thống trong 1 hđh là cơ chế dòng lệnh, đó là giao tiếp giữa ng sử dụng với hđh.một số hđh dặt cơ chếdòng lệnh bên trong hạt nhân,số khác như MS_DOS và UNIX thì xem hđh là 1 ct đặc biệt đc thi hành khi các cong việc bắt đầu hoặc ng sử dụng login lần đầu.các lệnh đưa vào hđh thông wa bộ đièu khiển lệnh.trong cac hệ thống chia xẻthời gian 1 ct có thể đọc và thông dịchcác lệnh điều khiểnđc thưcj hiện một cách tự động.ct này thg đc gọi là bộ thông dịch đk card,cơ chế dong lệnh hay shell.chức năng của nó rất đơn giản đó là lấy lệnh kế tiếp và thi hành.mỗi hđh có n giao tiếp khác nhau ,dạng đơn giản theo cơ chế dòng lệnh,dạng thân thiện cới ng sử dụng như giao diện của macintosh có các biểu tượng của sổ thao tác dung chuột.các lệnh có wan hệ với việc tạo và quản lý các tiến trình,kiểm soát nhập xuất ,qlý bộ nhớ lưu trsx phụ,qlý bộ nhớ chính truy xúât hệ thống tập tin vsf cơ chế bảo vệ