Câu 1: Mục tiêu, ý nghĩa và cấu trúc môn học “Hệ điều hành”.

Giải:

Ý nghĩa:

- Hiểu sâu nguyên lý hoạt động của Phần cứng và Phần mềm máy tính.

- Học phương pháp phân tích, thiết kế và lập trình một hệ thống lớn để áp dụng cho công tác nghiệp vụ sau này.

Mục tiêu: Cung cấp các khái niệm cơ bản về cấu trúc và hoạt động của HĐH.

Mô tả vắn tắt:

- Khái niệm chung, Lịch sử, Phân loại HĐH.

- Nguyên lý và hoạt động các khối chức năng.

- Giới thiệu dòng HĐH Windows NT/2000/XP/2003

Cau 2: Một số quan niệm sai về môn học “Hệ điều hành”.

Giải:

Môn học đơn giản, không có gì mới, không có gì đặc biệt.

Môn học chủ yếu là lý thuyết, chẳng tác dụng gì.

Môn học rất khó, không có cách nào làm chủ được.

Cau 3: Phân tích Định nghĩa “Hệ điều hành là Máy tính mở rộng (Extended Machine) hay Máy tính ảo (Virtual Machine)”.

Giải:

Ẩn các chi tiết của phần cứng để máy tính dễ sử dụng hơn.

Người sử dụng và người lập trình được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu và không phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.

Thực tế, HĐH là một hệ thống bao gồm nhiều máy tính trừu tượng xếp thành nhiều lớp chồng lên nhau. Máy tính mức dưới phục vụ cho máy tính mức trên.

Bản thân chương trình ứng dụng cũng là một máy tính trừu tượng và phải dễ sử dụng nhất.

Công việc của người lập trình là liên tục xây dựng các máy tính trừu tượng như vậy (cho người khác sử dụng và cho cả chính mình).

Câu 4: Phân tích Định nghĩa “Hệ điều hành là bộ quản lý tài nguyên (Resource Manager)”.

Giải:

Đáp ứng các yêu cầu sử dụng tài nguyên thiết bị như: CPU, Bộ nhớ trong, Ổ đĩa, Ổ băng, Máy in, Card mạng, ...

Trong trường hợp nhiều chương trình, nhiều người dùng cùng chia sẻ các tài nguyên chung như vậy, HĐH phải giải quyết tranh chấp có thể xảy ra và đứng ra làm trung gian điều phối sao cho tài nguyên được sử dụng đúng thứ tự, dùng xong lại được cấp cho đối tượng khác sử dụng.

Hình dung tình huống: 3 chương trình cùng in ra một máy in duy nhất. Khó chấp nhận trường hợp 1 trang in xen kẽ nhiều kết quả từ nhiều nguồn khác nhau. HĐH giải quyết bằng cách đưa kết quả in của mỗi chương trình tạm thời ra đĩa cứng, sau đó lần lượt in từ đĩa vào thời điểm thích hợp.

Câu 5. Bốn thế hệ phát triển của hệ điều hành là những thế hệ nào? Nền tảng Phần cứng và Phần mềm tương ứng ra sao?

Giải:

Thế hệ 1 (1945 -1955): Đèn điện tử - Bảng điều khiển (Plugboards)

Thế hệ 2 (1955 -1965): Bóng bán dẫn - Hệ xử lý lô (Batch Systems)

Thế hệ 3 (1965 -1980): Mạch IC - Hệ đa chương (Multiprogramming Systems), Hệ chia thời gian (Time-Sharing Systems)

Thế hệ 4 (1980 - đến nay): Mạch LSI (Large Scale Integration) và Các hệ điều hành hiện đại.

Câu 6. Lịch sử và tình hình sử dụng hệ điều hành ở Việt Nam.

Giải:

Máy tính Minsk-32 ( Liên Xô ) với HĐH đơn chương Dispatcher tại Trung tâm Toán - Máy tính, BQP (từ 1974 - 1990)

Máy tính ES-1022 ( Liên Xô ) với HĐH đa chương OS/ES (tương đương với OS/360 của IBM) tại Đại học Bách khoa Hà Nội (từ 1986 - 1996)

Máy tính IBM 360/50 với HĐH đa chương OS/360 tại Trung tâm Điện toán tiếp vận của Quân đội Sài Gòn ( từ 1974 )

Các HĐH cho máy vi tính: PC-DOS, MS-DOS, MacOS, OS/2, Windows 9x, Windows NT/2000/XP/VISTA, RedHat Linux, Linux VN 1.0, VietKey Linux 3.0, ...

Cau 7. Nguyên lý hoạt động của Hệ điều hành Đa chương.

Giải:

Hệ điều hành đa chương (Multiprogramming System): Đây là hệ cho phép nhiều công việc cùng chạy một lúc. Cùng chia sẻ quyền sử dụng CPU theo một thuật toán nào đó. Ví dụ như Windows 3.1, Windows 9x… Nhìn chung:

Có nhiều tác vụ (tiến trình) cùng một lúc được nạp đồng thời vào bộ nhớ chính.

Thời gian xử lý của CPU được phân chia giữa các tác vụ đó.

Tận dụng được thời gian rảnh tăng hiệu suất sử dụng CPU (CPU utilization)

Và khi một một tác vụ không cần đến CPU (do phải thực hiện I/O với thiết bị ngoại vi), thì tác vụ khác được thi hành.

Yêu cầu:

Đồng thời công việc (job scheduling): chọn job trong job pool trên đĩa và nạp nó vào bộ nhớ để thực thi.

Quản lý bộ nhớ (memory management).

Định thời CPU (CPU scheduling).

Cấp phát tài nguyên (đĩa, máy in,…).

Bảo vệ.

Job3

Job 2 memory partitions

Job 1

Operating System

Câu 8. Nguyên lý hoạt động của Hệ điều hành Chia thời gian (Time – Sharing System)

Giải:

Là loại hệ điều hành đa chương (Multi-programmed systems) nhưng không cung cấp khả năng tương tác với users

CPU luân phiên chuyển đổi thực thi giữa các công việc

Quá trình chuyển đổi xảy ra thường xuyên hơn, mỗi công việc chỉ được chia một phần nhỏ thời gian CPU

Cung cấp sự tương tác giữa hệ thống với user

Khi kết thúc thực thi một lệnh, OS sẽ chờ lệnh kế tiếp từ bàn phím chứ không phải từ card reader

Một công việc chỉ được chiếm CPU để xử lý khi nó nằm trong bộ nhớ chính

Khi cần thiết, một công việc nào đó có thể được chuyển từ bộ nhớ chính ra thiết bị lưu trữ, nhường bộ nhớ chính cho công việc khác.

Yêu cầu đối với OS trong Time-Sharing Systems

Định thời công việc (job scheduling)

Quản lý bộ nhớ (Memory Management)

Các công việc được hoán chuyển giữa bộ nhớ chính và đĩa

Virtual memory: cho phép một công việc có thể được thực thi mà không cần phải nạp hoàn toàn vào bộ nhớ chính

Quản lý các process (Process Management)

Định thời CPU (CPU scheduling)

Đồng bộ các công việc (synchronization)

Tương tác giữa các công việc (process communication)

Tránh Deadlock

Quản lý hệ thống file, hệ thống lưu trữ (disk management)

Phân bổ các thiết bị, tài nguyên

Cơ chế bảo vệ (protection)

Câu 9: Nêu 1 ví dụ từ đời thường minh hoạ chế độ phục vụ chia thời gian.

Giải:

Ví dụ từ đời thường: Trong nhà hàng, người bồi bàn (CPU) phục vụ mỗi bàn ăn (Chương trình người dùng) trong 1 khoảng thời gian ngắn (chẳng hạn trong 10 giây), sau đó chuyển sang bàn khác.

Câu 10:Các dòng hệ điều hành trên máy tính để bàn là các dòng nào? Hãy trình bày sự khác biệt giữa dòng Windows 9X với dòng Windows NT/2000/XP/2003.

Dòng DOS: PC-DOS, MS-DOS

Dòng UNIX: XENIX, Linux

Dòng Windows:

Windows 3.X: Windows 3.1

Windows 9X: Windows 95/98/ME

Windows NT: Windows NT/2000/XP/2003/Vista.