TÔ NG QUAN VÊ HÊ#IÊU HANH

I Mu#c tiêu

Sau khi h o#c xong ch°¡ng nay, ng°¡i ho#c nm °¡#c nh°ng kiên th°c sau: o Hiê u vai tro cu a hê#iêu hanh trong hê# thông may tinh o Biêt cac giai oa#n phat triê n cu a hê#iêu hanh o Hiê u s°# khac biê#t cu a cac hê#iêu hanh qua t°ng giai oa#n o Hiê u cach gia i quyêt cac vân ê phat sinh trong t°ng hê#iêu hanh II Gi¡i thiê#u H ê#iêu hanh la mô#t ch°¡ng trinh qua n ly phân c°ng may tinh. No cung câp nên ta ng cho cac ch°¡ng trinh °ng du#ng va ong vai tro trung gian giao tiêp gi°a ng°¡i dung may tinh va phân c°ng cu a may tinh o. Hê#iêu hanh thiêt lâ#p cho cac tac vu# nay rât a da#ng. Mô#t vai hê#iêu hanh thiêt kê tiê#n du#ng trong khi mô#t sô khac thiêt kê hiê#u qua ho#c kêt h¡#p ca hai. ê hiê u hê#iêu hanh la gi, tr°¡c hêt chung ta pha i hiê u chung °¡#c phat triê n nh° thê nao. Trong ch°¡ng nay chung ta iê m la#i s°# phat triê n cu a hê#iêu hanh t° nh°ng hê# th° nghiê#m âu tiên t¡i nh°ng hê#a ch°¡ng va chia th¡i. Thông qua nh°ng giai oa#n khac nhau chung ta se thây cach th°c ma nh°ng thanh phân cu a hê#iêu hanh °¡#c ca i tiên nh° nh°ng gia i phap t°# nhiên cho nh°ng vân ê trong nh°ng hê# thông may tinh ban âu. Xem xet nh°ng ly do phia sau s°# phat triê n cu a hê#iêu hanh cho chung ta mô#t anh gia vê nh°ng tac vu# gi hê#iêu hanh lam va cach hê#iêu hanh th°#c hiê#n chung. III Hê#iêu hanh la gi? M ô#t hê#iêu hanh la mô#t thanh phân quan tro#ng cu a mo#i hê# thông may tinh. Mô#t hê# thông may tinh co thê °¡#c chia thanh bôn thanh phân: phân c°ng, hê#iêu hanh, cac ch°¡ng trinh °ng du#ng va ng°¡i dung. o Phân c°ng (Hardware): bao gôm bô# x° ly trung tâm (CPU), bô# nh¡, thiêt b i# xuât/nhâ#p,..cung câp tai nguyên c¡ ba n cho hê# thông. o Cac ch°¡ng trinh °ng du#ng (application programs): trinh biên di#ch (compiler), trinh soa#n tha o vn ba n (text editor), hê# c¡ s¡ d° liê#u (database system), trinh duyê#t Web,..i#nh nghia cach ma trong o cac tai nguyên °¡#c s° du#ng ê gia i quyêt yêu câu cu a ng°¡i dung. o Ng°¡i dung (user): co nhiêu loa#i ng°¡i dung khac nhau, th°#c hiê#n nh°ng yêu câu khac nhau, do o se co nhiêu °ng du#ng khac nhau. o Hê#iêu hanh (operating system): hay con go#i la ch°¡ng trinh hê# thông, iêu khiê n va h¡#p tac viê#c s° du#ng phân c°ng gi°a nh°ng ch°¡ng trinh °ng du#ng khac nhau cho nh°ng ng°¡i dung khac nhau. Hê#iêu hanh co thê °¡#c kham pha t° hai phia: ng°¡i dung va hê# thông. User1 User2 . . . UserN compliler text editor . . . database t System and Application Programs Operating System Hardware Hinh 0-1 Tâm nhin tr°u t°¡#ng cac thanh phân cu a mô#t hê# thông may tinh III.

1 Tâm nhin ng°¡i dung T âm nhin ng°¡i dung cu a may tinh rât a da#ng b¡ i giao diê#n °¡#c dung. Hâu hêt nh°ng ng°¡i dung may tinh ngôi tr°¡c may tinh ca nhân gôm co man hinh, ban phim, chuô#t va bô# x° ly hê# thông (system unit). Mô#t hê# thông nh° thê°¡#c thiêt kê cho mô#t ng°¡i dung ô#c quyên s° du#ng tai nguyên cu a no ê tôi °u hoa công viê#c ma ng°¡i dung ang th°#c hiê#n. Trong tr°¡ng h¡#p nay, hê#iêu hanh °¡#c thiêt kê dê dang cho viê#c s° du#ng v¡i s°# quan tâm vê nng l°#c nh°ng không quan t¡i viê#c s° du#ng tai nguyên. Nng l°#c th°#c hiê#n la quan tro#ng v¡i ng°¡i dung nh°ng không la vân ê nêu hâu hêt hê# thông ang ranh, ch¡ tôc ô# xuât/nhâ#p châ#m t° phia ng°¡i dung. Vai ng °¡i dung ngôi ta#i thiêt bi#âu cuôi (terminal) °¡#c nôi kêt t¡i may tinh l¡n (mainframe) hay may tinh tâm trung (minicomputer). Nh°ng ng°¡i khac ang truy xuât cung may tinh thông qua cac thiêt bi#âu cuôi khac. Nh°ng ng°¡i dung nay chia se cac tai nguyên va co thê trao ô i thông tin. Hê#iêu hanh °¡#c thiêt kêê tôi °u hoa viê#c s° du#ng tai nguyênê a m ba o rng tât ca th¡i gian s n dung cu a CPU, bô# nh¡ va thiêt bi# xuât nhâ#p °¡#c s° du#ng h°u hiê#u va không ca nhân ng°¡i dung s° du#ng ô#c quyên tai nguyên h¡n la chia se công bng. Nh °ng ng°¡i dung khac ngôi ta#i tra#m lam viê#c, °¡#c nôi kêt t¡i ma#ng cu a cac tra#m lam viê#c khac va may chu . Nh°ng ng°¡i dung nay co tai nguyên tâ#n hiên la tra#m lam viê#c cu a minh nh°ng ho# cung chia se cac tai nguyên trên ma#ng va cac may chu - tâ#p tin, tinh toan va cac may phu#c vu# in. Do o, hê#iêu hanh cu a ho#°¡#c thiêt kêê thoa hiê#p gi°a kha nng s° du#ng ca nhân va viê#c tâ#n du#ng tai nguyên. G ân ây, s°#a da#ng cu a may tinh xach tay tr¡ thanh th¡i trang cho nh°ng ng°¡i lam viê#c trong lanh v°#c công nghê# thông tin. Cac thiêt bi# nay °¡#c s° du#ng chi b¡ i ca nhân ng°¡i dung. Mô#t vai may tinh nay °¡#c nôi ma#ng ho#c nôi tr°#c tiêp bng dây hay thông qua cac modem không dây. Do s°# gi¡i ha#n vê nng l°¡#ng (iê#n) va giao diê#n, chung th°#c hiê#n t°¡ng ôi it cac thao tac ¡ xa. Hê#iêu hanh °¡#c thiêt kê chu yêu cho viê#c s° du#ng ca nhân nh°ng nng l°#c th°#c hiê#n trên th¡i gian sông cu a pin cung la yêu tô quan tro#ng. M ô#t sô may tinh co rât it hay không co tâm nhin ng°¡i dung. Thi du#, cac may tinh °¡#c nhung vao cac thiêt bi# gia inh va xe ôtô co thê co mô#t ba ng sô va cac en hiê n thi# tra#ng thai m¡ , tt nh°ng hâu hêt chung va cac hê#iêu hanh °¡#c thiêt kêê cha#y ma không cân giao tiêp. III.2 Tâm nhin hê# thông T ° quan iê m cu a may tinh, hê#iêu hanh la ch°¡ng trinh gân gu i v¡i phân c°ng. Chung ta co thê thây mô#t hê#iêu hanh nh° bô# câp phat tai nguyên. Hê# thông may tinh co nhiêu tai nguyên - phân c°ng va phân mêm - ma co thê °¡#c yêu câu ê gia i quyêt mô#t vân ê: th¡i gian CPU, không gian bô# nh¡, không gian l°u tr° tâ#p tin, cac thiêt bi# xuât/nhâ#p,..Hê#iêu hanh hoa#t ô#ng nh° bô# qua n ly tai nguyên. °¡ng âu v¡i mô#t l°¡#ng l¡n cac yêu câu co thê xung ô#t vê tai nguyên, hê#iêu hanh pha i quyêt i#nh cach câp phat tai nguyên t¡i nh°ng ch°¡ng trinh cu# thê va ng°¡i dung ê co thê iêu hanh hê# thông may tinh h°u hiê#u va công bng. M ô#t tâm nhin khac cu a hê#iêu hanh nhân ma#nh s°# cân thiêt ê iêu khiê n cac thiêt bi# xuât/nhâ#p khac nhau va ch°¡ng trinh ng°¡i dung. Mô#t hê#iêu hanh la mô#t ch°¡ng trinh iêu khiê n. Ch°¡ng trinh iêu khiê n qua n ly s°# th°#c thi cu a cac ch°¡ng trinh ng°¡i dung ê ngn ch#n lôi va viê#c s° du#ng không h¡#p ly may tinh. No #c biê#t quan tâm v¡i nh°ng thao tac va iêu khiê n cac thiêt bi# nhâ#p/xuât. Nhin chung, không co i#nh nghia hoan toan ây u vê hê#iêu hanh. Cac hê# iêu hanh tôn ta#i vi chung la cach h¡#p ly ê gia i quyêt vân ê ta#o ra mô#t hê# thông may tinh co thê s° du#ng. Mu#c tiêu c¡ ba n cu a hê# thông may tinh la th°#c thi ch°¡ng trinh ng°¡i dung va gia i quyêt vân ê ng°¡i dung dê dang h¡n. H°¡ng ên mu#c tiêu nay, phân c°ng may tinh °¡#c xây d°#ng. Tuy nhiên, chi ¡n thuân la phân c°ng thi không dê s° du#ng va phat triê n cac ch°¡ng trinh °ng du#ng. Cac ch°¡ng trinh khac nhau nay oi ho i nh°ng thao tac chung nao o, ch ng ha#n nh°iêu khiê n thiêt bi# xuât/nhâ#p. Sau o, nh°ng ch°c nng chung vêiêu khiê n va câp phat tai nguyên °¡#c #t la#i v¡i nhau vao mô#t bô# phâ#n phân mêm go#i la hê#iêu hanh. C ung không co i#nh nghia bao quat nao °¡#c châp nhâ#n ê xac i#nh phân gi thuô#c vê hê#iêu hanh, phân gi không. Mô#t quan iê m ¡n gia n la mo#i th° liên quan khi chung ta ra lê#nh hê#iêu hanh nên °¡#c xem xet. Tuy nhiên, nh°ng yêu câu vê bô# nh¡ va nh°ng #c iê m bên trong rât khac nhau trong t°ng hê# thông. Mô#t i#nh nghia bao quat h¡n vê hê#iêu hanh la mô#t ch°¡ng trinh cha#y liên tu#c trên may tinh (th°¡ng go#i la nhân kernel), nh°ng ch°¡ng trinh con la#i thuô#c vê ch°¡ng trinh °ng du#ng. III.3 Mu#c tiêu hê# thông i# nh nghia nh°ng gi hê#iêu hanh lam thi dê h¡n xac i#nh hê#iêu hanh la gi. Mu#c ich chinh cu a hê#iêu hanh la dê dang s° du#ng. Vi s°# tôn ta#i cu a hê#iêu hanh hô tr¡# nhiêu cho may tinh trong viê#c ap °ng cac °ng du#ng cu a ng°¡i dung. Tâm nhin nay #c biê#t ro rang h¡n khi nhin hê#iêu hanh trên cac may tinh ca nhân. M u#c tiêu th° hai cu a hê#iêu hanh la iêu hanh h°u hiê#n hê# thông may tinh. Mu#c tiêu nay #c biê#t quan tro#ng cho cac hê# thông l¡n, °¡#c chia se , nhiêu ng°¡i dung. Nh°ng hê# thông tiêu biê u nay kha t, khai thac hiê#u qua nhât cac hê# thông nay luôn la iêu mong muôn. Tuy nhiên, hai mu#c tiêu tiê#n du#ng va h°u hiê#u ôi khi mâu thuân nhau. Trong qua kh°, xem xet tinh h°u hiê#u th°¡ng quan tro#ng h¡n tinh tiê#n du#ng. Do o, ly thuyêt hê#iêu hanh tâ#p trung nhiêu vao viê#c tôi °u hoa s° du#ng tai nguyên tinh toan. Hê#iêu hanh cung phat triê n dân theo th¡i gian. Thi du#, UNIX bt âu v¡i ban phim va may in nh° giao diê#n cu a no gi¡i ha#n tinh tiê#n du#ng ôi v¡i ng°¡i dung. Qua th¡i gian, phân c°ng thay ô i va UNIX °¡#c gn vao phân c°ng m¡i v¡i giao diê#n thân thiê#n v¡i ng°¡i dung h¡n. Nhiêu giao diê#n ng°¡i dung ô hoa# GUIs (graphical user interfaces) °¡#c bô sung cho phep tiê#n du#ng h¡n v¡i ng°¡i dung trong khi vân quan tâm tinh hiê#u qua . Thi êt kê hê#iêu hanh la mô#t công viê#c ph°c ta#p. Ng°¡i thiêt kê g#p pha i nhiêu s°# thoa hiê#p trong thiêt kê va cai #t. Nhiêu ng°¡i tham gia không chi mang ên hê#iêu hanh nh°ng l¡#i iê m ma con liên tu#c xem xet va nâng câp. ê thây ro nh°ng hê#iêu hanh la gi va nh°ng gi hê#iêu hanh lam, chung ta xem xet cach chung phat triê n trong bôn m°¡i lm nm qua. Bng cach lân theo s°# tiên triê n, chung ta co thê xac i#nh nh°ng thanh phân cu a hê#iêu hanh va thây cach th°c va ly do hê#iêu hanh phat triê n nh° chung co. H ê#iêu hanh va kiên truc may tinh co môi quan hê# khng khit nhau. ê dê dang s° du#ng phân c°ng, hê#iêu hanh °¡#c phat triê n. Sau o, cac ng°¡i dung hê# iêu hanh ê nghi# nh°ng chuyê n ô i trong thiêt kê phân c°ng ê ¡n gia n chung. Nhin la#i li#ch s° ngn ngu i nay, chu tro#ng cach gia i quyêt nh°ng vân ê vê hê#iêu hanh ê gi¡i thiê#u nh°ng #c iê m phân c°ng. IV Hê# thông mainframe Nh °ng hê# thông may tinh mainframe la nh°ng may tinh âu tiên °¡#c dung ê x° ly °ng du#ng th°¡ng ma#i va khoa ho#c. Trong phân nay, chung ta lân theo s°# phat triê n cu a hê# thông mainframe t° cac hê# thông bo (batch systems), ¡ o may tinh chi cha#y mô#t-va chi mô#t °ng du#ng, t¡i cac hê# chia se th¡i gian (time-shared systems), ma cho phep ng°¡i dung giao tiêp v¡i hê# thông may tinh. IV.1 Hê# thông bo Nh °ng may tinh th¡i kyâu la nh°ng may c°#c l¡n cha#y t° mô#t thiêt bi# cuôi (console). Nh°ng thiêt bi# nhâ#p th°¡ng la nh°ng bô#o#c the va cac ô ia bng t°. Cac thiêt bi# xuât thông th°¡ng th°¡ng la nh°ng may in dong (line printers), cac ô ia t° va cac phiêu u#c lô. Ng°¡i dung không giao tiêp tr°#c tiêp v¡i cac hê# thông may tinh. Thay vao o, ng°¡i dung chuâ n bi# mô#t công viê#c- ch°a ch°¡ng trinh, d° liê#u va cac thông tin iêu khiê n vê tinh t°# nhiên cu a công viê#c-va g¡ i no ên ng°¡i iêu hanh may tinh. Công viê#c nay th°¡ng °¡#c th°#c hiê#n trong cac phiêu u#c lô. Ta#i nh°ng th¡i iê m sauo (sau vai phut, gi¡ hay ngay), d° liê#u xuât xuât hiê#n. D° liê#u xuât ch°a kêt qua ch°¡ng trinh cung nh° kêt xuât bô# nh¡ cuôi cung va nô#i dung cac thanh ghi cho viê#c g¡ rôi. H ê#iêu hanh trong cac may tinh th¡i kyâu nay t°¡ng ôi ¡n gia n. Tac vu# chinh la chuyê n iêu khiê n t°#ô#ng t° mô#t công viê#c nay sang công viê#c khac. Hê# iêu hanh luôn °¡#c th°¡ng tru trong bô# nh¡. Hê#iêu hanh Vung ch °¡ng trinh ng°¡i dung Hinh 0-2 Sp xêp bô# nh¡ cho mô#t hê# thông bo ¡n gia n ê tng tôc viê#c x° ly, ng°¡i iêu hanh bo cac công viê#c co cung yêu câu va cha#y chung thông qua may tinh nh° mô#t nhom. Do o, cac lâ#p trinh viên se°a ch°¡ng trinh cu a ho# cho ng°¡i iêu hanh. Ng°¡i iêu hanh se sp xêp ch°¡ng trinh thanh nh°ng bo v¡i cung yêu câu va khi may tinh s n dung se cha#y môi bo nay. D° liê#u xuât t° môi công viê#c se g¡ i la#i cho lâ#p trinh viên t°¡ng °ng. Trong môi tr °¡ng th°#c thi nay, CPU luôn ra nh vi tôc ô# cu a cac thiêt bi# xuât/nhâ#p da#ng c¡ th°#c chât châ#m h¡n tôc ô# cu a cac thiêt bi#iê#n. Ngay ca mô#t CPU châ#m (v¡i hang ngan chi thi# lê#nh °¡#c th°#c thi trên giây) cung chi lam viê#c trong vai phân trm giây. Thêm vao o, mô#t bô#o#c the nhanh co thê o#c 1200 the trong th¡i gian 1 phut (hay 20 the trên giây). Do o, s°# khac biê#t gi°a tôc ô# CPU va thiêt bi# xuât/nhâ#p cu a no co thê la 3 lân hay nhiêu h¡n. Di nhiên theo th¡i gian, s°# tiên bô# trong công nghê# dân ên s°# ra ¡i nh°ng thiêt bi# nhâ#p/xuât nhanh h¡n. Tuy nhiên, tôc ô# CPU tng t¡i mô#t ty lê# l¡n h¡n vi thê vân ê không nh°ng không °¡#c gia i quyêt ma con lam tng. Gi ¡i thiê#u công nghê#ia cho phep hê#iêu hanh gi° tât ca công viê#c trên mô#t ia h¡n trong mô#t bô#o#c the tuân t°#. V¡i viê#c truy xuât tr°#c tiêp t¡i nhiêu công viê#c, hê#iêu hanh co thê th°#c hiê#n i#nh th¡i công viê#c, ê s° du#ng tai nguyên va th°#c hiê#n cac tac vu# h°u hiê#u. IV.2 Hê#a ch°¡ng M ô#t khia ca#nh quan tro#ng nhât cu a i#nh th¡i công viê#c la kha nng a ch°¡ng. Thông th°¡ng, mô#t ng°¡i dung gi° CPU hay cac thiêt bi# xuât/nhâ#p luôn bâ#n. a ch°¡ng gia tng kha nng s° du#ng CPU bng cach tô ch°c cac công viê#c ê CPU luôn co mô#t công viê#c ê th°#c thi. Y t °¡ ng cu a ky thuâ#t a ch°¡ng co thê minh hoa# nh° sau: Hê#iêu hanh gi° nhiêu công viê#c trong bô# nh¡ ta#i mô#t th¡i iê m. Tâ#p h¡#p cac công viê#c nay la tâ#p con cu a cac công viê#c °¡#c gi° trong vung công viê#c-b¡ i vi sô l°¡#ng cac công viê#c co thê °¡#c gi° cung luc trong bô# nh¡ th°¡ng nho h¡n sô công viê#c co thê co trong vung ê#m. Hê#iêu hanh se lây va bt âu th°#c thi mô#t trong cac công viê#c co trong bô# nh¡. Cuôi cung, công viê#c pha i ch¡ mô#t vai tac vu# nh° mô#t thao tac xuât/nhâ#p ê hoan thanh. Trong hê# thông ¡n ch°¡ng, CPU se ch¡¡ tra#ng thai rôi. Trong hê# thông a ch°¡ng, hê#iêu hanh se chuyê n sang th°#c thi công viê#c khac. Cuôi cung, công viê#c âu tiên kêt thuc viê#c ch¡ va nhâ#n CPU tr¡ la#i. Chi cân it nhât mô#t công viê#c cân th°#c thi, CPU se không bao gi¡¡ tra#ng thai rôi. 0 H ê#iêu hanh Công viê#c 1 Công viê#c 2 Công viê#c 3 512K Công viê#c 4 Hinh 0-3 Sp xêp bô# nh¡ cho hê#a ch°¡ng a ch°¡ng la mô#t tr°¡ng h¡#p âu tiên khi hê#iêu hanh pha i th°#c hiê#n quyêt i#nh cho nh°ng ng°¡i dung. Do o, hê#iêu hanh a ch°¡ng t°¡ng ôi tinh vi. Tât ca công viê#c °a vao hê# thông °¡#c gi° trong vung công viê#c. Vung nay ch°a tât ca qua trinh i#nh vi# trên ia ch¡°¡#c câp phat bô# nh¡ chinh. Nêu nhiêu công viê#c s n sang °¡#c mang vao bô# nh¡ va nêu không u không gian cho tât ca thi hê#iêu hanh pha i cho#n mô#t trong chung. Khi hê#iêu hanh cho#n mô#t công viê#c t° vung công viê#c, no na#p công viê#c o vao bô# nh¡ê th°#c thi. Co nhiêu ch°¡ng trinh trong bô# nh¡ ta#i cung th¡i iê m yêu câu pha i co s°# qua n ly bô# nh¡. Ngoai ra, nêu nhiêu công viê#c s n sang cha#y cung th¡i iê m, hê# thông pha i cho#n mô#t trong chung. Th°#c hiê#n quyêt i#nh nay la i#nh th¡i CPU. Cuôi cung, nhiêu công viê#c cha#y ông hanh oi ho i hoa#t ô#ng cu a chung co thê a nh h°¡ ng t¡i mô#t công viê#c khac thi bi# ha#n chê trong tât ca giaioa#n cu a hê#iêu hanh bao gôm i#nh th¡i qua trinh, l°u tr°ia, qua n ly bô# nh¡. IV.3 Hê# chia th¡i H ê# thông boa ch°¡ng cung câp mô#t môi tr°¡ng n¡i ma nhiêu tai nguyên khac nhau (ch ng ha#n nh° CPU, bô# nh¡, cac thiêt bi# ngoa#i vi) °¡#c s° du#ng hiê#u qua . Tuy nhiên, no không cung câp giao tiêp ng°¡i dung v¡i hê# thông may tinh. Chia th¡i (hay a nhiê#m) la s°# m¡ rô#ng luâ#n ly cu a a ch°¡ng. CPU th°#c thi nhiêu công viê#c bng cach chuyê n ô i qua la#i gi°a chung, nh°ng nh°ng chuyê n ô i xa y ra qua th°¡ng xuyên ê ng°¡i dung co thê giao tiêp v¡i môi ch°¡ng trinh trong khi cha#y. M ô#t hê# thông may tinh giao tiêp (interactive computer) hay th°#c hanh (handson computer system) cung câp giao tiêp tr°#c tuyên gi°a ng°¡i dung va hê# thông. Ng°¡i dung cho nh°ng chi thi# t¡i hê#iêu hanh hay tr°#c tiêp t¡i mô#t ch°¡ng trinh, s° du#ng ban phim hay chuô#t va ch¡ nhâ#n kêt qua t°c thi. Do o, th¡i gian ap °ng nên ngniê n hinh trong pha#m vi 1 giây hay it h¡n. M ô#t hê# thông chia th¡i cho phep nhiêu ng°¡i dung chia se may tinh cung mô#t th¡i iê m. Vi môi hoa#t ô#ng hay lê#nh trong hê# chia th¡i °¡#c phu#c vu# ngn, chi mô#t it th¡i gian CPU °¡#c yêu câu cho môi ng°¡i dung. Khi hê# thông nhanh chong chuyê n t° mô#t ng°¡i dung nay sang ng°¡i dung kê, môi ng°¡i dung °¡#c cho ca m giac rng toan bô# hê# thông may tinh °¡#c tâ#n hiên cho minh, nh°ng thâ#t s°# may tinh o ang °¡#c chia se cho nhiêu ng°¡i dung. M ô#t hê#iêu hanh chia th¡i s° du#ng i#nh th¡i CPU va a ch°¡ng ê cung câp môi ng°¡i dung v¡i mô#t phân nho cu a may tinh chia th¡i. Môi ng°¡i dung co it nhât mô#t ch°¡ng trinh riêng trong bô# nh¡. Mô#t ch°¡ng trinh °¡#c na#p vao trong bô# nh¡ va th°#c thi th°¡ng °¡#c go#i la mô#t qua trinh. Khi mô#t qua trinh th°#c thi, iê n hinh no th°#c thi chi ta#i mô#t th¡i iê m ngn tr°¡c khi no kêt thuc hay cân th°#c hiê#n xuât/nhâ#p. Xuât/nhâ#p co thê °¡#c giao tiêp; nghia la d° liê#u xuât hiê n thi# trên man hinh cho ng°¡i dung va d° liê#u nhâ#p t° ban phim, chuô#t hay thiêt bi# khac. Vi giao tiêp xuât/nhâ#p chu yêu cha#y ¡ tôc ô# ng°¡i dung , no co thê mât mô#t khoa ng th¡i gian dai ê hoan thanh. Thi du#, d° liê#u nhâ#p co thê bi# gi¡i ha#n b¡ i tôc ô# nhâ#p cu a ng°¡i dung; 7 ky t°# trên giây la nhanh ôi v¡i ng°¡i dung, nh°ng qua châ#m so v¡i may tinh. Thay vi ê CPU ra nh khi ng°¡i dung nhâ#p liê#u, hê#iêu hanh se nhanh chong chuyê n CPU t¡i mô#t ch°¡ng trinh khac. H ê#iêu hanh chia th¡i ph°c ta#p h¡n nhiêu so v¡i hê#iêu hanh a ch°¡ng. Trong ca hai da#ng, nhiêu công viê#c °¡#c gi° cung luc trong bô# nh¡ vi thê hê# thông pha i co c¡ chê qua n ly bô# nh¡ va ba o vê#. ê a#t °¡#c th¡i gian ap °ng h¡#p ly, cac công viê#c co thê °¡#c hoan vi# vao ra bô# nh¡ chinh. Mô#t ph°¡ng phap chung ê a#t mu#c tiêu nay la bô# nh¡a o, la ky thuâ#t cho phep viê#c th°#c thi cu a mô#t công viê#c co thê không hoan toan ¡ trong bô# nh¡. ¯u iê m chinh cu a c¡ chê bô# nh¡a o la cac ch°¡ng trinh co thê l¡n h¡n bô# nh¡ vâ#t ly. Ngoai ra, no tr°u t°¡#ng hoa bô# nh¡ chinh thanh ma ng l°u tr° l¡n va ông nhât, chia bô# nh¡ luâ#n ly nh°°¡#c thây b¡ i ng°¡i dung t° bô# nh¡ vâ#t ly. S°# sp xêp nay gia i phong lâ#p trinh viên quan tâmên gi¡i ha#n l°u tr° cu a bô# nh¡. Cac h ê# chia th¡i cung pha i cung câp mô#t hê# thông tâ#p tin. Hê# thông tâ#p tin i#nh vi# trên mô#t tâ#p h¡#p ia; do o qua n ly ia pha i °¡#c cung câp. Hê# chia th¡i cung cung câp c¡ chê cho viê#c th°#c thi ông hanh, yêu câu c¡ chêi#nh th¡i CPU tinh vi. ê a m ba o th° t°# th°#c thi, hê# thông pha i cung câp cac c¡ chê cho viê#c ông bô# hoa va giao tiêp công viê#c, va co thê a m ba o rng cac công viê#c không bi# deadlock, ch¡ ¡#i công viê#c khac mai mai. Y t °¡ ng chia th¡i °¡#c gi¡i thiê#u trong nh°ng nm 1960, nh°ng vi hê# chia th¡i la ph°c ta#p va rât t ê xây d°#ng, chung không phô biên cho t¡i nh°ng nm 1970. M#c du x° ly theo bo vân °¡#c th°#c hiê#n nh°ng hâu hêt hê# thông ngay nay la chia th¡i. Doo, a ch°¡ng va chia th¡i la nh°ng chu ê trung tâm cu a hê#iêu hanh hiê#n a#i va chung la chu ê tro#ng tâm cu a giao trinh nay. V Hê#ê ban (Desktop system) May tinh ca nhân (PC) xu ât hiê#n vao nh°ng nm 1970. Trong suôt thâ#p niên âu, CPU trong PC thiêu cac #c iê m cân thiêt ê ba o vê# hê#iêu hanh t° ch°¡ng trinh ng°¡i dung. Do o, cac hê#iêu hanh PC không la a ng°¡i dung ho#c a nhiê#m. Tuy nhiên, cac mu#c tiêu cu a hê#iêu hanh nay thay ô i theo th¡i gian; thay vi tôi °u hoa viê#c s° du#ng CPU va thiêt bi# ngoa#i vi, cac hê# thông cho#n l°#a tôi °u hoa s°# tiê#n du#ng va ap °ng ng°¡i dung. Cac hê# thông nay gôm cac PC cha#y cac hê#iêu hanh Microsoft Windows va Apple Macintosh. Hê#iêu hanh MS-DOS t° Microsoft °¡#c thay thê bng nhiêu ân ba n cu a Microsoft Windows va IBM a nâng câp MS-DOS thanh hê#a nhiê#m OS/2. Hê#iêu hanh Apple Macintosh °¡#c gn nhiêu phân c°ng hiê#n a#i h¡n va ngay nay ch°a nhiêu #c iê m m¡i nh° bô# nh¡a o va a nhiê#m. V¡i s°# phat hanh MacOS X, loi cu a hê#iêu hanh ngay nay d°#a trên Mach va FreeBSD UNIX cho s°# m¡ rô#ng, nng l°#c va #c iê m nh°ng no vân gi° la#i giao diê#n ô hoa# ng°¡i dung GUI. LINUX, mô#t hê#iêu hanh t°¡ng t°# nh° UNIX s n dung cho may PC tr¡ nên phô biên gân ây. H ê#iêu hanh cho cac may tinh nay co nh°ng thuâ#n l¡#i trong nhiêu cach t° s°# phat triê n cu a hê#iêu hanh cho mainframes. May vi tinh (microcomputer) lâ#p t°c co thê °¡#c châp nhâ#n mô#t sô công nghê#°¡#c phat triê n cho hê#iêu hanh l¡n h¡n. Thêm vao o, chi phi phân c°ng cho may vi tinh u thâp ê cac ca nhân co thê mô#t minh s° du#ng may tinh, va s° du#ng CPU không con quan tro#ng n°a. Do o, nh°ng quyêt i#nh thiêt kê°¡#c th°#c hiê#n trong hê#iêu hanh cho mainframes co thê không h¡#p ly cho cac hê# thông nho h¡n. Nh °ng quyêt i#nh thiêt kê khac vân °¡#c ap du#ng. Thi du#, tr°¡c hêt ba o vê# hê# thông tâ#p tin không cân thiêt trên may ca nhân. Tuy nhiên, hiê#n nay cac may tinh nay th°¡ng °¡#c nôi vao cac may tinh khac qua ma#ng cu#c bô# hay Internet. Khi nh°ng may tinh khac va ng°¡i dung khac co thê truy xuât cac tâ#p tin nay trên mô#t PC, ba o vê# tâ#p tin mô#t lân n°a cung tr¡ thanh mô#t #c iê m cân thiêt cu a hê#iêu hanh. S°# thiêu ba o vê# ta#o iêu kiê#n dê dang cho nh°ng ch°¡ng trinh hiê m pha huy d° liê#u trên nh°ng hê# thông nh° MS-DOS va hê#iêu hanh Macintosh. Cac ch°¡ng trinh nay co thê t°# nhân ba n va phat tan nhanh chong bng c¡ chê worm hay virus va lam tê liê#t ma#ng cu a cac công ty hay thâ#m chi ma#ng toan câu. #c iê m chia th¡i °¡#c ca i tiên nh° bô# nh¡ ba o vê# va quyên tâ#p tin la ch°a u ê ba o vê# mô#t hê# thông t° s°# tân công. VI Hê#a x° ly H âu hêt cac hê# thông ngay nay la cac hê# thông ¡n x° ly; nghia la chi co mô#t CPU chinh. Tuy nhiên, cac hê# thông a x° ly (hay con go#i la hê# song song hay hê# kêt nôi ch#t) °¡#c phat triê n rât quan tro#ng. Cac hê# thông nh° thê co nhiêu h¡n mô#t bô# x° ly trong giao tiêp gân, chia se bus may tinh, ông hô, ôi khi con la bô# nh¡ hay thiêt bi# ngoa#i vi. Hê# thông a x° ly co ba °u iê m chinh: o Thông l°¡#ng °¡#c gia tng: bng cach tng sô l°¡#ng bô# x° ly, chung ta hy vo#ng th°#c hiê#n nhiêu công viê#c h¡n v¡i th¡i gian it h¡n. Ti lê# gi°a s°# tng tôc v¡i N bô# x° ly không la N; ung h¡n no nho h¡n N. Trong khi nhiêu bô# x° ly cô#ng tac trên mô#t công viê#c, mô#t l°¡#ng chi phi pha i chi#u trong viê#c gi° cac thanh phân lam viê#c phu h¡#p. Chi phi nay cô#ng v¡i chi phi ca#nh tranh tai nguyên °¡#c chia se , lam gia m kêt qua °¡#c mong ¡#i t° nh°ng bô# x° ly bô sung. T°¡ng t°# nh° mô#t nhom gôm N lâ#p trinh viên lam viê#c v¡i nhau không dân ên kêt qua công viê#c ang a#t °¡#c tng N lân. o Tinh kinh tê cu a viê#c m¡ rô#ng: hê# thông a x° ly co thê tiêt kiê#m nhiêu chi phi h¡n hê# thông ¡n bô# x° ly, b¡ i vi chung co thê chia se ngoa#i vi, thiêt bi# l°u tr° va iê#n. Nêu nhiêu ch°¡ng trinh iêu hanh trên cung tâ#p h¡#p d° liê#u thi l°u tr° d° liê#u o trên mô#t ia va tât ca bô# x° ly chia se chung se re h¡n la co nhiêu may tinh v¡i ia cu#c bô# va nhiêu ba n sao d° liê#u. o Kha nng tin câ#y °¡#c gia tng: nêu cac ch°c nng °¡#c phân bô h¡#p ly gi°a cac bô# x° ly thi lôi trên mô#t bô# x° ly se không d°ng hê# thông, chi nng l°#c bi# gia m. Nêu chung ta co 10 bô# x° ly va co 1 bô# x° ly bi# s°# cô thi môi bô# x° ly trong 9 bô# x° ly con la#i pha i chia se cu a công viê#c cu a bô# x° ly bi# lôi. Do o, toan bô# hê# thông chi gia m 10<>VXšœ®VrÑÖ ÷è÷è÷è÷èæèß

hÕ&ðh°z\UhÕ&ðhÕ&ðPJmHnHsH hÕ&ðhÕ&ðPJ

>Xœ úúúúúgdÕ&ð% nng l°#c h¡n la d°ng hoa#t ô#ng. Cac hê# thông °¡#c thiêt kê nh° thê°¡#c go#i la hê# thông co kha nng chi#u lôi (fault tolerant). Viê#c iêu hanh vân tiêp tu#c trong s°# hiê#n diê#n cu a lôi yêu câu mô#t c¡ chê cho phep lôi °¡#c phat hiê#n, chuâ n oan va s° a lôi nêu co thê . Hê# thông Tandem s° du#ng s°# nhân ôi phân c°ng va phân mêm ê a m ba o s°#iêu hanh vân tiêp tu#c m#c du co lôi xa y ra. Hê# thông nay ch°a hai bô# x° ly, môi bô# x° ly co bô# nh¡ cu#c bô# riêng. Cac bô# x° ly °¡#c nôi kêt b¡ i mô#t bus. Mô#t bô# x° ly chinh va bô# x° ly kia la d°# phong. Ca hai ba n sao °¡#c gi°¡ môi bô# x° ly: mô#t la chinh va mô#t la d°# phong. Ta#i cac iê m kiê m tra (checkpoints) trong viê#c th°#c thi cu a hê# thông, thông tin tra#ng thai cu a môi công viê#c-gôm mô#t ba n sao hinh a nh bô# nh¡°¡#c chep t° may chinh t¡i may d°# phong. Nêu mô#t lôi °¡#c phat hiê#n, ba n sao d°# phong °¡#c kich hoa#t va°¡#c kh¡ i ô#ng la#i t°iê m kiê m tra m¡i nhât. Gia i phap nay t vi no bao gôm viê#c nhân ôi phân c°ng. Cac h ê# thông a x° ly thông du#ng nhât hiê#n nay s° du#ng a x° ly ôi x°ng (symmetric multiprocessing-SMP). Trong hê# thông nay môi bô# x° ly cha#y ba n sao cu a hê#iêu hanh va nh°ng ba n sao nay giao tiêp v¡i cac ba n sao khac khi cân. Vai hê# thông s° du#ng a x° ly bât ôi x°ng (asymmetric multiprocessing). Trong hê# thông nay môi bô# x° ly °¡#c gan mô#t công viê#c xac i#nh. Mô#t bô# x° ly chu iêu khiê n hê# thông; nh°ng bô# x° ly con la#i ho#c ch¡ bô# x° ly chu ra chi thi# ho#c co nh°ng tac vu# °¡#c i#nh nghia tr°¡c. C¡ chê nay i#nh nghia môi quan hê# chu -t¡. Bô# x° ly chinh lâ#p th¡i biê u va câp phat công viê#c t¡i cac bô# x° ly t¡. a x° ly ôi x°ng co nghia tât ca bô# x° ly la ngang hang; không co môi quan hê# chu -t¡ tôn ta#i gi°a cac bô# x° ly. Hinh I-4 minh hoa# mô#t kiên truc a x° ly ôi x°ng iê n hinh. Mô#t thi du# cu a a x° ly ôi x°ng la ân ba n cu a Encore cu a UNIX cho may tinh Multimax. May tinh nay co thê °¡#c câu hinh nh° no ang th°#c hiê#n nhiêu bô# x° ly, tât ca bô# x° ly êu cha#y ba n sao cu a UNIX. ¯u iê m cu a mô hinh nay la nhiêu qua trinh co thê cha#y cung mô#t luc - N qua trinh co thê cha#y nêu co N CPU- không gây ra s°# gia m sut to l¡n vê nng l°#c. Tuy nhiên, chung ta pha i iêu khiê n câ n thâ#n xuât/nhâ#p ê a m ba o rng d° liê#u dân t¡i bô# x° ly t°¡ng °ng. Vi cac CPU la riêng re , mô#t CPU co thê ang ra nh trong khi CPU khac qua ta i dân ên viê#c s° du#ng không h°u hiê#u tai nguyên cu a hê# thông. S°# không hiê#u qua nay co thê tranh °¡#c nêu cac bô# x° ly chia se cac câu truc d° liê#u. Mô#t hê# thông a x° ly cu a da#ng nay se cho phep cac qua trinh va tai nguyên nh° bô# nh¡ - °¡#c chia se t°#ô#ng gi°a cac qua trinh khac nhau va co thê lam gia m s°# khac biê#t gi°a cac bô# x° ly. Hâu nh° tât ca hê#iêu hanh hiê#n a#i - gôm Windows NT, Solaris, Digital UNIX, OS/2 va LINUX - hiê#n nay cung câp s°# hô tr¡#a x° ly ôi x°ng. Hinh 0-4 Kiên truc a x° ly ôi x°ng S °# khac biê#t gi°a a x° ly ôi x°ng va bât ôi x°ng co thê la do phân c°ng ho#c phân mêm. Phân c°ng #c biê#t co thê khac nhau trên nhiêu bô# x° ly, ho#c phân mêm co thê °¡#c viêt ê cho phep chi mô#t chu va nhiêu t¡. Thi du#, SunOS ân ba n 4 cung câp a x° ly không ôi x°ng, ng°¡#c la#i, ân ba n 5 (Solaris 2) la ôi x°ng trên cung phân c°ng. Khi cac b ô# vi x° ly tr¡ nên re h¡n va ma#nh h¡n cac ch°c nng bô sung cu a hê# iêu hanh la chuyê n t¡i bô# x° ly t¡. Thi du#, t°¡ng ôi dêê thêm bô# vi x° ly v¡i bô# nh¡ riêng ê qua n ly hê# thông ia. Bô# vi x° ly co thê nhâ#n mô#t chuôi cac yêu câu t° bô# nh¡ chinh va cai #t hang ¡#i ia riêng va gia i thuâ#t i#nh th¡i. S°# sp xêp nay lam gia m chi phi i#nh th¡i ia cu a CPU. PC ch°a mô#t bô# vi x° ly trong ban phimê chuyê n nh°ng phim nong thanh maê g¡ i t¡i CPU. Th°#c tê, viê#c s° du#ng cac bô# vi x° ly tr¡ nên qua phô biên ên nô i maa x° ly không con °¡#c xem xet. VIIHê# phân tan M ô#t ma#ng, trong thuâ#t ng°¡n gia n nhât, la mô#t °¡ng dân truyên thông gi°a hai hay nhiêu hê# thông. Hê# phân tan phu# thuô#c vao ma#ng v¡i nh°ng kha nng cu a no. Bng cach cho phep truyên thông, hê# phân tan co thê chia se cac tac vu# tinh toan va cung câp nhiêu ch°c nng t¡i ng°¡i dung. Cac m a#ng v¡i s°#a da#ng vê giao th°c °¡#c dung, khoa ng cach gi°a cac nut va ph°¡ng tiê#n truyên. TCP/IP la giao th°c ma#ng phô biên nhât m#c du ATM va cac giao th°c khac °¡#c s° du#ng rô#ng rai. T°¡ng t°#, hê#iêu hanh hô tr¡# s°#a da#ng vê giao th°c. Hâu hêt cac hê#iêu hanh hô tr¡# TCP/IP, gôm Windows va UNIX. Mô#t sô hê#iêu hanh khac hô tr¡# cac giao th°c riêng phu h¡#p v¡i yêu câu cu a chung. ôi v¡i mô#t hê#iêu hanh, mô#t giao th°c ma#ng chi cân mô#t thiêt bi# giao diê#n thi du#: mô#t card ma#ng-v¡i mô#t trinh iêu khiê n thiêt bi#ê qua n ly no va mô#t phân mêm ê ong goi d° liê#u trong giao th°c giao tiêp ê g¡ i no va m¡ goi ê nhâ#n no. M a#ng th°¡ng d°#a trên cac khoa ng cach gi°a cac nut. Mô#t ma#ng cu#c bô# (LANLocal Area Network) tôn ta#i trong pha#m vi mô#t phong, mô#t tâng, hay mô#t toa nha. Mô#t ma#ng diê#n rô#ng (Wide-Area Network) th°¡ng tôn ta#i gi°a cac toa nha, cac thanh phô, cac quôc gia. Mô#t công ty toan câu co thê co mô#t ma#ng diê#n rô#ng ê nôi kêt t¡i cac vn phong cu a no. Cac ma#ng nay co thê cha#y v¡i mô#t hay nhiêu giao th°c. S°# tiên bô# liên tu#c cu a công nghê# m¡i hinh thanh nhiêu da#ng ma#ng khac nhau. Thi du#, ma#ng ô thi# (MAN-Metropolitan Area Network) cung liên kêt cac toa nha trong cung mô#t thanh phô. Cac thiêt bi# BlueTooth giao tiêp qua mô#t khoa ng cach ngn khoa ng vai bô# (feet), chu yêu ta#o ra mô#t ma#ng pha#m vi nho (small-area network). Cac ph °¡ng tiê#n truyên thông lam cac ma#ng t°¡ng ôi khac nhau. Chung gôm cap ông, cap quang, truyên không dây gi°a vê# tinh, cac ia vi song (microware dishes) va song radio. Khi cac thiêt bi# tinh toan °¡#c nôi kêt t¡i cac iê#n thoa#i di ô#ng, chung ta#o ra mô#t ma#ng. Thâ#m chi rât nhiêu giao tiêp hông ngoa#i day ngn co thê °¡#c dung cho ma#ng. Ta#i câp ô# c¡ ba n, bât c° khi nao cac may tinh giao tiêp chung s° du#ng hay ta#o ra mô#t ma#ng. Cac ma#ng nay cung rât khac nhau vê nng l°#c va kha nng tin câ#y. VII.1 Hê# khach hang-may phu#c vu# M ô#t PC co thê tr¡ nên nhanh h¡n, ma#nh h¡n, re h¡n nêu ng°¡i thiêt kê thay ô i rât xa t° kiên truc hê# thông tâ#p trung. Cac thiêt bi#âu cuôi °¡#c nôi kêt t¡i cac hê# tâ#p trung hiê#n nay ang °¡#c thay thê b¡ i cac PC. T°¡ng °ng, ch°c nng giao diê#n ng°¡i dung °¡#c dung qua n ly tr°#c tiêp b¡ i cac hê# tâ#p trung ang °¡#c qua n ly tng dân b¡ i cac PC. Do o, cac hê# tâ#p trung ngay nay hoa#t ô#ng nh° hê# may phu#c vu#ê thoa man cac yêu câu phat sinh b¡ i hê# thông khach hang. #c iê m chung cu a hê# khach hang- may phu#c vu#°¡#c mô ta trong hinh-I-5: Hinh 0-5 Câu truc chung cu a hê# khach hang-may phu#c vu# Cac h ê# may chu co thê °¡#c phân loa#i rô#ng rai nh° may phu#c vu# tinh toan va may phu#c vu# tâ#p tin o Hê# may phu#c vu# tinh toan (Compute-server systems): cung câp giao diê#n ma khach hang co thê g¡ i cac yêu câu ê th°#c hiê#n hoa#t ô#ng. Chung th°#c thi hoa#t ô#ng va g¡ i kêt qua cho khach hang. o Hê# may phu#c vu# tâ#p tin (File-server systems ): cung câp mô#t giao diê#n hê# thông tâ#p tin n¡i khach hang co thê ta#o, câ#p nhâ#t, o#c va xoa tâ#p tin. VII.2 Hê# ngang hang S °# phat triê n cu a ma#ng may tinh#c biê#t la Internet va Word Wide Web (WWW)-co a nh h°¡ ng sâu sc ên s°# phat triê n gân ây cu a hê#iêu hanh. Khi PC °¡#c gi¡i thiê#u vao nh°ng nm 1970, chung °¡#c thiêt kê cho viê#c s° du#ng ca nhân va th°¡ng °¡#c xem nh° la cac may tinh ¡n le (standalone computer). V¡i viê#c bt âu s° du#ng Internet phô biên va rô#ng rai vao nh°ng nm 1980 v¡i e-mail, ftp, gopher, nhiêu PC °¡#c nôi vao ma#ng may tinh. V¡i s°# gi¡i thiê#u di#ch vu# Web vao gi°a nh°ng nm 1990, nôi kêt ma#ng tr¡ thanh mô#t thanh phân quan tro#ng cu a mô#t hê# thông ma#ng may tinh. G ân nh° tât ca may tinh PC hiê#n a#i va cac tra#m lam viê#c co thê cha#y trinh duyê#t Web ê truy xuât tai liê#u siêu vn ba n trên Web. Cac hê#iêu hanh (nh° Windows, OS/2, MacOS va UNIX) hiê#n nay cung ch°a phân mêm hê# thông (nh° TCP/IP va PPP) cho phep mô#t may tinh truy xuât Internet qua mô#t ma#ng cu#c bô# hay nôi kêt qua °¡ng iê#n thoa#i. Nhiêu hê#iêu hanh ch°a trinh duyê#t Web cung nh° khach hang va may phu#c vu# e-mail, ng nhâ#p t° xa, va ftp. T °¡ng pha n v¡i cac hê# thông kêt nôi ch#t °¡#c tha o luâ#n trong phân I.6, ma#ng may tinh °¡#c dung trong cac °ng du#ng nay gôm tâ#p h¡#p cac bô# x° ly không chia se bô# nh¡ hay ông hô. Thay vao o, môi bô# x° ly co bô# nh¡ cu#c bô# riêng. Bô# x° ly giao tiêp v¡i bô# x° ly khac thông qua cac °¡ng truyên thông nh° cac bus tôc ô# cao hay cac °¡ng iê#n thoa#i. Cac hê# thông nay th°¡ng °¡#c xem nh° cac hê# thông kêt nôi lo ng (hay hê# thông phân tan). Vai h ê#iêu hanh th°#c hiê#n khai niê#m ma#ng h¡n la chu tro#ng cung câp nôi kêt ma#ng. Mô#t hê#iêu hanh ma#ng la mô#t hê#iêu hanh cung câp cac #c tinh nh° chia se tâ#p tin qua ma#ng, no ch°a mô#t c¡ chê giao tiêp cho phep cac qua trinh khac nhau trên cac may khac nhau trao ô i thông iê#p. Mô#t may tinh cha#y mô#t hê#iêu hanh ma#ng hoa#t ô#ng t°# tri# t° tât ca may tinh khac trên ma#ng, m#c du no nhâ#n th°c s°# hiê#n diê#n cu a ma#ng va co thê giao tiêp v¡i cac may tinh °¡#c nôi ma#ng khac. Mô#t hê#iêu hanh phân tan la mô#t môi tr°¡ng it t°# tri# h¡n: Cac hê#iêu hanh phân tan giao tiêp u gân ê cung câp mô#t hinh a nh ma chi mô#t hê#iêu hanh ¡n le iêu khiê n ma#ng. VIIIHê# thông nhom (Clustered Systems) T °¡ng t°# cac hê# song song, hê# thông nhom tâ#p h¡#p nhiêu CPUs v¡i nhau ê th°#c hiê#n công viê#c tinh toan. Tuy nhiên, hê# thông nhom khac hê# thông song song ¡ iê m chung °¡#c h¡#p thanh t° hai hay nhiêu hê# thông ¡n °¡#c kêt h¡#p v¡i nhau. i#nh nghia cu a thuâ#t ng° nhom (clustered) la không cu# thê . i#nh nghia thông th°¡ng co thê châp nhâ#n la cac may tinh nhom chia se viê#c l°u tr° va °¡#c liên kêt gân qua LAN. Nhom th °¡ng °¡#c th°#c hiê#n ê cung câp kha nng s n dung cao. Mô#t l¡p phân mêm nhom cha#y trên cac nut nhom (cluster nodes). Môi nut co thê kiê m soat mô#t hay nhiêu h¡n mô#t nut (qua ma#ng LAN). Nêu may bi# kiê m soat g#p s°# cô, may kiê m soat co thê lây quyên s¡ h°u viê#c l°u tr° cu a no va kh¡ i ô#ng la#i (cac) °ng du#ng ma chung ang cha#y trên may bi# s°# cô. May bi# s°# cô vân ch°a hoa#t ô#ng nh°ng ng°¡i dung va khach hang cu a °ng du#ng chi thây mô#t s°# gian oa#n ngn cu a di#ch vu#. Trong nhom bât ôi x°ng (asymmetric clustering), mô#t may ¡ trong chêô# d°# phong nong (hot standby) trong khi cac may khac ang cha#y cac °ng du#ng. May d°# phong không la gi ca ngoa#i tr° theo doi server hoa#t ô#ng. Nêu server o bi# lôi, may chu d°# phong nong tr¡ thanh server hoa#t ô#ng. Trong chêô#ôi x°ng (symmetric mode), hai hay nhiêu may chu ang cha#y °ng du#ng va chung ang kiê m soat lân nhau. Chêô# nay chu tro#ng tinh hiê#u qua khi no s° du#ng tât ca phân c°ng s n co. No th°#c hiê#n yêu câu nhiêu h¡n mô#t °ng du#ng s n dung ê cha#y. Cac hinh th °c khac cu a nhom gôm cac nhom song song (parallel clusters) va nhom qua mô#t WAN. Cac nhom song song cho phep nhiêu may chu truy xuât cung d° liê#u trên thiêt bi# l°u tr°°¡#c chia se . Vi hâu hêt cac hê#iêu hanh hô tr¡# ngheo nan viê#c truy xuât d° liê#u ông th¡i b¡ i nhiêu may chu , cac nhom song song th°¡ng °¡#c th°#c hiê#n b¡ i cac ân ba n phân mêm #c biê#t va s°# phat hanh cu a cac °ng du#ng #c biê#t. Thi du#, Oracle Parallel Server la mô#t ân ba n c¡ s¡ d° liê#u cu a Oracle, va l¡p phân mêm ghi vêt viê#c truy xuât t¡i ia °¡#c chia se . Môi may co truy xuât ây u t¡i d° liê#u trong c¡ s¡ d° liê#u. M #c du co nhiêu ca i tiên trong tinh toan phân tan, hâu hêt cac hê# thông không cung câp cac hê# thông tâ#p tin phân tan mu#c ich chung (general-purpose distributed file systems). Do o, hâu hêt cac nhom không cho phep truy xuât °¡#c chia se t¡i d° liê#u trên ia. Cho mu#c ich nay, cac hê# thông tâ#p tin phân tan pha i cung câp iêu khiê n truy xuât va khoa cac tâ#p tin ê a m ba o không co cac thao tac xung ô#t xa y ra. Loa#i di#ch vu# nay th°¡ng °¡#c go#i la bô# qua n ly khoa phân tan (distributed lock manager-DLM). Công ngh ê# nhomang nhanh chong thay ô i. Nh°ng i#nh h°¡ng nhom gôm cac nhom toan cu#c, trong o cac may co thê i#nh vi# bât c° n¡i nao trên thê gi¡i (hay bât c° n¡i nao mô#t WAN a#t t¡i). Cac d°# an nh° thê vân la chu ê cho nghiên c°u va phat triê n. Vi ê#c s° du#ng hê# thông nhom va cac #c tinh nên m¡ rô#ng nh° ma#ng vung l°u tr° (storage-area networks-SANs) chiêm °u thê. SANs cho phep gan dê dang nhiêu may chu t¡i nhiêu ¡n vi# l°u tr°. Cac nhom hiê#n ta#i th°¡ng bi# gi¡i ha#n t¡i hai hay bôn may chu do s°# ph°c ta#p cu a nôi kêt cac may chu t¡i thiêt bi# l°u tr°°¡#c chia se . IX Hê# th¡i th°#c M ô#t da#ng khac cu a hê#iêu hanh co mu#c ich #c biê#t la hê# th¡i th°#c (real-time system). Hê# th¡i th°#c °¡#c dung khi cac yêu câu th¡i gian kht khe °¡#c #t trên thao tac cu a mô#t bô# x° ly hay dong d° liê#u; do o, no th°¡ng °¡#c dung nh° mô#t thiêt bi# iêu khiê n trong mô#t °ng du#ng tâ#n hiên. Cac bô# ca m biên mang d° liê#u t¡i may tinh. May tinh pha i phân tich d° liê#u va co thê thich °ng cac iêu khiê n ê hiê#u chi nh cac d° liê#u nhâ#p ca m biên. Cac hê# thông iêu khiê n cac thi nghiê#m khoa ho#c, hê# thông a nh hoa y tê, hê# thông iêu khiê n công nghê# va cac hê# thông hiê n thi#,... Cac hê# thông phun dâu ô#ng c¡ ôtô, cac bô#iêu khiê n du#ng cu# trong nha, hê# thông vu khi cung la cac hê# thông th¡i th°#c. M ô#t hê# thông th¡i th°#c co s°# rang buô#c côi#nh, ro rang. X° ly pha i °¡#c th°#c hiê#n trong pha#m vi cac rang buô#c °¡#c i#nh nghia hay hê# thông se thât ba#i. Mô#t hê# th¡i th°#c th°#c hiê#n ung ch°c nng chi nêu no tra vê kêt qua ung trong th¡i gian rang buô#c. T°¡ng pha n v¡i yêu câu nay trong hê# chia th¡i, ¡ o no mong muôn (nh°ng không bt buô#c) ap °ng nhanh, hay ôi v¡i hê# thông bo, no không co rang buô#c th¡i gian gi ca . H ê# th¡i th°#c co hai da#ng: c°ng va mêm. Hê# th¡i th°#c c°ng a m ba o rng cac tac vu# t¡i ha#n °¡#c hoan thanh ung gi¡. Mu#c tiêu nay oi ho i tât ca tri hoan trong hê# thông bi# gi¡i ha#n, t° viê#c lây la#i d° liê#u °¡#c l°u tr° th¡i gian hê#iêu hanh hoan thanh bât c° yêu câu cho no. Cac rang buô#c th¡i gian nh° thê ra lê#nh cac ph°¡ng tiê#n s n co trong hê# th¡i th°#c c°ng. Thiêt bi# l°u tr° phu# cu a bât c° th° ha#ng nao th°¡ng bi# gi¡i ha#n hay bi# mât v¡i d° liê#u ang °¡#c l°u trong bô# nh¡ l°u tr° ngn ha#n (shortterm memory) hay trong bô# nh¡ chi o#c (ROM). Hâu hêt cac hê#iêu hanh hiê#n a#i không cung câp #c iê m nay vi chung co khuynh h°¡ng tach r¡i ng°¡i dung t° phân c°ng va s°# tach r¡i nay dân ên l°¡#ng th¡i gian không xac i#nh ma thao tac se mât. Thi du#, bô# nh¡a o hâu nh° ch°a bao gi¡ thây trong hê# th¡i th°#c. Do o, nh°ng hê# th¡i th°#c c°ng xung ô#t v¡i thao tac cu a hê# chia th¡i va hai hê# nay không thê an xen nhau. Vi không co hê#iêu hanh a mu#c ich a co hô tr¡# ch°c nng th¡i th°#c c°ng; chung ta không tâ#p trung v¡i loa#i hê# thông nay trong ch°¡ng nay. M ô#t loa#i th¡i th°#c it ha#n chê h¡n la hê# th¡i th°#c mêm, ¡ o tac vu# th¡i th°#c t¡i ha#n co ô#°u tiên h¡n cac tac vu# khac va duy tri ô#°u tiên o cho ên khi chung hoan thanh. Nh° trong hê# th¡i th°#c c°ng, s°# tri hoan nhân (kernel) cu a hê#iêu hanh tri hoan yêu câu °¡#c gi¡i ha#n. Mô#t tac vu# th¡i th°#c không thê gi° viê#c ch¡ không xac i#nh ôi v¡i nhân ê th°#c thi. Th¡i th°#c mêm la mu#c tiêu co thê a#t °¡#c va co thê °¡#c an xen v¡i cac loa#i hê# thông khac. Tuy nhiên, hê# th¡i th°#c mêm co nh°ng tiê#n ich gi¡i ha#n h¡n hê# th¡i th°#c c°ng. Vi không hô tr¡# tôt cho th¡i iê m t¡i ha#n, nên hê# th¡i th°#c mêm dê gây ru i ro khi dung cho viê#c kiê m soat công nghê# va t°#ô#ng hoa. Tuy nhiên, chung co ich trong nhiêu linh v°#c nh°a ph°¡ng tiê#n, th°#c têa o, d°# an khoa ho#c tiên tiên-nh° kham pha trong long a#i d°¡ng va kham pha hanh tinh. Nh°ng hê# thông nay cân nh°ng #c iê m hê#iêu hanh tiên tiên ma không °¡#c hô tr¡# b¡ i hê# th¡i th°#c c°ng. Vi viê#c s° du#ng ch°c nng th¡i th°#c mêm °¡#c m¡ rô#ng nên chung ta ang tim cach °a chung vao trong hâu hêt cac hê#iêu hanh hiê#n ta#i, gôm cac ân ba n chinh th°c cu a UNIX. X Hê# xach tay H ê# xach tay gôm cac may hô tr¡# ca nhân dung ky thuâ#t sô (personal digital assistants-PDAs) nh° Palm hay iê#n thoa#i di ô#ng (cellular telephone) v¡i nôi kêt t¡i ma#ng nh° Internet. Nh°ng ng°¡i phat triê n hê# xach tay va °ng du#ng g#p pha i nhiêu th° thach, nhât la s°# gi¡i ha#n vê kich th°¡c cu a thiêt bi#. Thi du#, mô#t PDA iê n hinh cao khoa ng 5 inches va rô#ng khoa ng 3 inches va tro#ng l°¡#ng cu a no it h¡n 0.5 pound. Do s°# gi¡i ha#n vê kich th°¡c nay, hâu hêt cac thiêt bi# xach tay co bô# nh¡ nho gôm cac bô# x° ly thâp va man hinh hiê n thi# nho . Bây gi¡ chung ta se xem xet môi s°# gi¡i ha#n nay. Nhi êu thiêt bi# xach tay co dung l°¡#ng bô# nh¡ 512KB va 8 MB (ng°¡#c la#i, cac may PC hay tra#m lam viê#c co hang trm MB bô# nh¡). Do o, hê#iêu hanh va cac °ng du#ng pha i qua n ly bô# nh¡ hiê#u qua . iêu nay gôm tra vê tât ca bô# nh¡°¡#c câp phat t¡i bô# qua n ly bô# nh¡ mô#t khi bô# nh¡ không con °¡#c dung n°a. Hiê#n nay, nhiêu thiêt bi# xach tay không dung ky thuâ#t bô# nh¡a o do o buô#c ng°¡i phat triê n ch°¡ng trinh lam viê#c trong pha#m vi gi¡i ha#n cu a bô# nh¡ vâ#t ly. V ân ê th° hai quan tâm ên ng°¡i phat triê n cac thiêt bi# xach tay la tôc ô# cu a bô# x° ly °¡#c dung trong thiêt bi#. Cac bô# x° ly ôi v¡i hâu hêt cac thiêt bi# xach tay th°¡ng cha#y v¡i tôc ô# chi bng mô#t phân tôc ô# cu a mô#t bô# x° ly trong may PC. Cac bô# x° ly nhanh h¡n yêu câu iê#n nng nhiêu h¡n. ê ch°a mô#t bô# x° ly nhanh h¡n bên trong thiêt bi# xach tay nên yêu câu nhiêu pin h¡n h¡n va pha i °¡#c na#p la#i th°¡ng xuyên. ê tôi thiê u hoa kich th°¡c cu a cac thiêt bi# xach tay oi ho i bô# x° ly nho h¡n, châ#m h¡n tiêu thu# it iê#n nng h¡n. Do o, hê#iêu hanh va cac °ng du#ng pha i °¡#c thiêt kê không oi ho i s° du#ng nhiêu bô# x° ly. V ân ê cuôi cung gây kho khn cho ng°¡i thiêt kê ch°¡ng trinh cho cac thiêt bi# xach tay la man hinh hiê n thi# nho . Trong khi mô#t man hinh cho may tinh ¡ nha kich th°¡c co thê 21 inches, man hinh cho thiêt bi# xach tay th°¡ng co diê#n tich không qua 3 inches. Nh°ng tac vu# quen thuô#c nh°o#c e-mail hay hiê n thi# cac trang web, pha i °¡#c cô o#ng vao man hinh nho h¡n. Mô#t ph°¡ng phap ê hiê n thi# nô#i dung cac trang web la ct xen web (web clipping), ¡ o chi mô#t tâ#p h¡#p nho trang web °¡#c phân phat va hiê n thi# trên thiêt bi# xach tay. M ô#t sô thiêt bi# xach tay co thê dung công nghê# không dây nh° BlueTooth, cho phep truy xuât t° xa t¡i e-mail va trinh duyê#t web. Cac iê#n thoa#i di ô#ng v¡i nôi kêt Internet thuô#c loa#i nay. Tuy nhiên, nhiêu PDAs hiê#n ta#i không cung câp truy xuât không dây. ê ta i d° liê#u xuông cac thiêt bi# nay, tr°¡c tiên ng°¡i dung ta i d° liê#u xuông PC hay tra#m va sau o ta i d° liê#u xuông PDA. Mô#t sô PDA cho phep d° liê#u chep tr°#c tiêp t° mô#t thiêt bi# nay t¡i thiêt bi# khac dung liên kêt hông ngoa#i. Nhin chung, cac gi¡i ha#n trong ch°c nng cu a PDA °¡#c cân bng b¡ i nh°ng tiê#n du#ng va linh ô#ng cu a chung. Viê#c s° du#ng chung tiêp tu#c m¡ rô#ng khi cac nôi kêt ma#ng tr¡ nên s n dung va cac cho#n l°#a khac nh° maya nh va MP3 players, m¡ rô#ng tiê#n ich cu a chung. XI Tom tt H ê#iêu hanh °¡#c phat triê n h¡n 45 nm qua v¡i hai mu#c ich chinh. Mu#c ich th° nhât, hê#iêu hanh cô gng lâ#p th¡i biê u cac hoa#t ô#ng tinh toan ê a m ba o nng l°#c th°#c hiê#n cu a hê# thông la tôt. Mu#c ich th° hai, no cung câp mô#t môi tr°¡ng tiê#n du#ng ê phat triê n va th°#c thi ch°¡ng trinh. Ban âu, hê# thông may tinh °¡#c dung t° mô#t man hinh va ban phim (thiêt bi#âu cuôi). Cac phân mêm nh° bô# h¡#p ng° (assembler), bô# na#p (loader), bô# liên kêt (linkers) va cac trinh biên di#ch (compiler) ca i tiên s°# tiê#n du#ng cu a viê#c lâ#p trinh hê# thông nh°ng cung yêu câu th¡i gian thiêt lâ#p ang kê . ê gia m th¡i gian thiêt lâ#p, cac ph°¡ng tiê#n thuê ng°¡i iêu hanh va cac công viê#c tu¡ng t°#°¡#c bo. Cac h ê# thông x° ly theo lô cho phep sp xêp công viê#c t°#ô#ng b¡ i hê#iêu hanh va ca i tiên rât nhiêu viê#c tâ#n du#ng toan bô# may tinh. May tinh không con pha i ch¡ cac thao tac cu a ng°¡i dung. Tuy nhiên, viê#c tâ#n du#ng CPU vân con thâp vi tôc ô# cu a thiêt bi# xuât nhâ#p thâp h¡n nhiêu so v¡i tôc ô# cu a CPU. Thao tac ngoa#i vi (off-line operation) cu a cac thiêt bi# châ#m cung câp mô#t ph°¡ng tiê#n s° du#ng nhiêu hê# thông bô# o#c t¡i bng t° (reader-to-tape) va bng t° t¡i may in (tape-to-printer) cho mô#t CPU. ê ca i tiên toan bô# nng l°#c th°#c hiê#n cu a hê# thông may tinh, ng°¡i phat triê n gi¡i thiê#u khai niê#m a ch°¡ng ê ma nhiêu công viê#c co thê °¡#c gi° cung luc trong bô# nh¡ ta#i cung mô#t th¡i iê m. CPU °¡#c chuyê n qua la#i gi°a chung ê gia tng viê#c tâ#n du#ng CPU va gia m toan bô# th¡i gian °¡#c yêu câu ê th°#c thi cac công viê#c. a ch°¡ng cung cho phep chia se th¡i gian. Hê#iêu hanh chia se th¡i gian cho phep nhiêu ng°¡i dung (t° mô#t t¡i vai trm) s° du#ng hê# thông may tinh giao tiêp ta#i cung mô#t th¡i iê m. PC la may vi tinh; chung xem nh ° nho h¡n va re h¡n hê# thông mainframe. Cac hê#iêu hanh cho cac may tinh nay l¡#i h¡n viê#c phat triê n hê#iêu hanh cho may tinh mainframe trong nhiêu cach. Tuy nhiên, vi môi ca nhân la ng°¡i dung duy nhât s° du#ng may tinh nên viê#c tâ#n du#ng CPU không con la môi quan tâm chu yêu. Do o, mô#t vai quyêt i#nh thiêt kê°¡#c th°#c hiê#n cho hê#iêu hanh cho may mainframe co thê không phu h¡#p cho ca hê# thông nho va l¡n, hiê#n nay khi cac PCs co thê °¡#c nôi kêt t¡i cac may tinh khac va ng°¡i dung thông qua ma#ng va Web. Cac hê# song song co nhiêu h¡n mô#t CPU trong giao tiêp gân; cac CPU chia se bus may tinh va ôi khi chia se bô# nh¡ va cac thiêt bi# ngoa#i vi. Nh°ng hê# thông nh° thê co thê cung câp thông l°¡#ng va kha nng tin câ#y tng. Cac hê# thông phân tan cho phep chia se tai nguyên trên nh°ng may chu °¡#c phân tan vê m#t i#a ly. Cac hê# thông °¡#c nhom cho phep nhiêu may th°#c hiê#n viê#c tinh toan trên d° liê#u °¡#c ch°a trên thiêt bi# l°u tr° chia se va ê viê#c tinh toan tiêp tu#c trong tr°¡ng h¡#p lôi cu a tâ#p h¡#p con cac thanh viên nhom. M ô#t hê# th¡i th°#c c°ng th°¡ng °¡#c dung nh° mô#t thiêt bi#iêu khiê n trong mô#t °ng du#ng tâ#n hiên. Mô#t hê#iêu hanh th¡i th°#c c°ng co rang buô#c hoan toan xac i#nh va th¡i gian côi#nh. X° ly pha i °¡#c th°#c hiê#n trong cac rang buô#c °¡#c xac i#nh ho#c hê# thông se bi# lôi. Cac hê# thông th¡i th°#c mêm co rang buô#c th¡i gian it nghiêm khc h¡n va không hô tr¡# th¡i biê u t¡i ha#n. G ân ây s°# tac ô#ng cu a Internet va World Wide Web khuyên khich s°# phat triê n cu a cac hê#iêu hanh hiê#n a#i. Cac hê#iêu hanh nay ch°a cac trinh duyê#t Web, ma#ng va phân mêm truyên thông nh° la cac #c iê m tich h¡#p. Chung ta a thê hiê#n tiên trinh luâ#n ly cu a s°# phat hê#iêu hanh, °¡#c i#nh h°¡ng b¡ i s°# bao gôm cac #c iê m trong phân c°ng CPU °¡#c yêu câu cho ch°c nng tiên tiên. Xu h°¡ng nay co thê °¡#c thây ngay nay trong cuô#c cach ma#ng cu a PC, v¡i phân c°ng ngay mô#t re h¡n va ang °¡#c ca i tiên u ê cho phep ca i tiên cac #c iê m.