Bài giảng phần 2: Giới thiệu hệ điều hành

Tin Học Đại CươngPhần 2: GIỚI THIỆU HỆ ĐIỀU HÀNH Nội dung Định nghĩa HĐH Chức năng của HĐH Các HĐH phổ biến Sử dụng HĐH Windows Giao diện đồ họa Windows Explorer Chạy ứng dụng trong môi trường Windows Màn hình Desktop 2.1 Định nghĩa HĐH HĐH là phần mềm quản lý các tài nguyên (resources) – phần cứng của máy tính. Quản lý tài nguyên đảm bảo cho các tài nguyên được chia sẻ sử dụng một cách hiệu quả (có trật tự và có kiểm soát). Máy tính Phần cứng Phần mềm hệ thống Phần mềm ứng dụng 2.1 Định nghĩa HĐH HĐH cung cấp cho người dùng và các phần mềm ứng dụng những dịch vụ (services) cần thiết để tương tác với các thiết bị phần cứng. Người dùng/phầm mềm ứng dụng không cần quan tâm đến chi tiết hoạt động của thiết bị. Máy tính Phần cứng Phần mềm hệ thống Phần mềm ứng dụng 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý tiến trình Quản lý bộ nhớ Quản lý nhập xuất Hệ thống file (file system) Giao tiếp với người dùng Giao tiếp với người dùng cuối: màn hình lệnh, giao diện đồ họa GUI Giao tiếp với phần mềm ứng dụng: các chương trình/thủ tục hệ thống (system calls/system procedures) 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý tiến trình Tại một thời điểm, CPU chỉ xử lý một tiến trình. Quản lý tiến trình bao gồm việc khởi tạo tiến trình, tính toán và phân bổ thời gian làm việc của CPU cho các tiến trình, quản lý trạng thái các tiến trình và kết thúc tiến trình. Có các cơ chế xử lý tiến trình của CPU như sau: Xử lý đơn nhiệm (single tasking): tác vụ tiếp theo chỉ được xử lý khi tác vụ trước đó đã hoàn tất. Xử lý đa nhiệm (multitasking): cho phép thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc. Khi đó, HĐH chia thời gian xử lý của CPU cho các tiến trình và luân phiên chuyển đổi xử lý giữa chúng. 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý tiến trình Có các cách định thời cho CPU như sau: Liên kết (cooperative): Hệ thống chọn ra một tiến trình để xử lý. Cho đến khi tiến trình hoàn tất hoặc tạm nghỉ (do phải chờ hoạt động nhập xuất hay chờ kết quả của tiến trình khác), tiến trình khác mới được xử lý. Vd: MS-DOS Định thời (preemptive): HĐH chia thời gian xử lý cho tất cả các tiến trình. Hết thời gian được giao, tiến trình sẽ bị “đóng băng” và thời gian sử dụng CPU được giao cho tiến trình khác. Vd: Win 2000 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý tiến trình Mục đích của các giải pháp định thời: Công bằng: công bằng trong chia sẻ việc sử dụng CPU cho các tiến trình. Hiệu quả: không để cho tài nguyên nào của máy nhàn rỗi. 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý bộ nhớ Bộ nhớ được phân bổ cho các tiến trình. Tiến trình cần sử dụng bộ nhớ để lưu dữ liệu và các lệnh của chương trình. Quản lý bộ nhớ làm nhiệm vụ phân bổ bộ nhớ cho các tiến trình khác nhau đang hoạt động cùng lúc, kiểm soát tình trạng các vùng nhớ (còn trống hay đang được sử dụng và sử dụng bởi ai) và bảo đảm tiến trình này không vi phạm vùng nhớ của tiến trình khác. Vùng nhớ ảo (virtual memory): là cơ chế được HĐH dùng để mở rộng khả năng lưu trữ RAM bằng cách sử dụng một phần đĩa cứng để lưu dữ liệu. Khi cần xử lý, dữ liệu trong vùng nhớ ảo lại được chép vào RAM để CPU truy xuất. Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý các thiết bị nhập xuất 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý các thiết bị nhập xuất Thông qua các chương trình điều khiển thiết bị (device drivers) (TĐKTB). Mỗi loại thiết bị có cơ chế làm việc khác nhau. Mỗi mẫu thiết bị có các chức năng khác nhau  có tập lệnh điều khiển chuyên biệt khác nhau  cần TĐKTB khác nhau. Ví dụ: trình điều khiển bàn phím, máy in Trình điều khiển thiết bị là chương trình trực tiếp giao tiếp với thiết bị và trực tiếp điều khiển hoạt động của thiết bị. TĐKTB do nhà sản xuất thiết bị viết và được phát hành kèm theo thiết bị. Để điều khiển thiết bị, TĐKTB được cài đặt như là một phần của HĐH. HĐH quy định cách thức TĐKTB được cài đặt vào và tương tác với các phần còn lại của HĐH cũng như cách thức người dùng tương tác với thiết bị/TĐKTB  TĐKTB đặc trưng theo HĐH 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý ổ đĩa và hệ thống tập tin Dữ liệu của người dùng được lưu trong các thiết bị lưu trữ, dưới dạng mã nhị phân 0, 1. Để quản lý các dữ liệu này và quá trình đọc/ghi dữ liệu từ đĩa, HĐH đưa ra khái niệm hệ thống tập tin. Phần tử nhỏ nhất trong hệ thống tập tin là tập tin, lưu trữ một nội dung của người dùng. Mỗi thiết bị lưu trữ vật lý (đĩa cứng, đĩa mềm… – physical disk) có thể được chia thành các ngăn lưu trữ riêng biệt, được gọi là ổ đĩa luận lý (logical disk) hay volume. Ổ đĩa được đặt tên với các mẫu tự: A:, B:, C:, D:,… Ổ đĩa có thể được gán nhãn (label) là các từ ngữ có ý nghĩa gợi nhớ đối với con người. 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý ổ đĩa và hệ thống tập tin HĐH sử dụng khái niệm thư mục (directory, folder) để nhóm các tập tin lại với nhau. Hệ thống tập tin có cấu trúc phân cấp, xuất phát từ thư mục gốc (kí hiệu \) là thư mục tượng trưng cho toàn bộ hệ thống tập tin  cấu trúc cây thư mục 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Cấu trúc cây của hệ thống tập tin Volume C (program files) Volume D (Data) Teachers Students Profiles Grades Profiles Lecture Peter Paul Physic History Paul 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Quản lý ổ đĩa và hệ thống tập tin Các khái niệm liên quan đến cấu trúc phân cấp của hệ thống tập tin: Ổ đĩa hiện hành: ổ đĩa được chọn làm mặc nhiên cho quá trình truy xuất thông tin. Thư mục hiện hành: một thư mục trên ổ đĩa được làm mặc nhiên cho quá trình truy xuất thông tin. Đường dẫn (path): là chuỗi các tên ổ đĩa và thư mục xác định đường đi từ thư mục gốc đến một thư mục hay tập tin. Các tên trong đường dẫn được phân cách bằng dấu \ Đường dẫn tuyệt đối: Đường dẫn tương đối: ổ đĩa và thư mục hiện hành được hiểu mặc nhiên và không được chỉ ra trong đường dẫn 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Hệ thống tập tin Các thao tác với tập tin: tạo tập tin, xóa tập tin, đọc dữ liệu trong tập tin và thêm dữ liệu vào tập tin. Trước khi đọc dữ liệu trong tập tin, HĐH phải xác định vị trí tập tin trên đĩa, mở tập tin để thực hiện truy xuất dữ liệu và khi hoàn thành sẽ đóng tập tin lại. Các thuộc tính của tập tin: tên, thời gian tạo tập tin, kích thước, thuộc về người dùng/nhóm người dùng nào… Tên tập tin: gồm có 2 phần là phần tên và phần mở rộng . Ví dụ: game.exe, my_profile.doc Phần mở rộng thường tối đa 3 kí tự giúp phân loại tập tin và xác định chương trình dùng để mở tập tin. 2.2 Chức năng của HĐH Quản trị tài nguyên của hệ thống Hệ thống tập tin Tên tập tin: Tên không tường minh (wildcard name): Dùng kí tự đại diện thay thế cho một hay một nhóm kí tự trong tên tập tin  chỉ ra những tập tin có đặc điểm chung trong tên gọi ?: đại diện cho một kí tự *: đại diện cho một nhóm kí tự hay không có kí tự nào Ví dụ: *day*.txt t*.txt A?5.txt 2.2 Chức năng của HĐH Giao tiếp với người dùng Giao tiếp với người dùng cuối (end users): màn hình lệnh (OS shell, command prompt), giao diện đồ họa GUI (Graphical User Interface). Giao tiếp với các chương trình người dùng/chương trình ứng dụng: hàm hệ thống (system calls/system procedures) gọi thực thi dịch vụ do HĐH cung cấp. 2.2 Chức năng của HĐH Giao tiếp với người dùng Giao tiếp với người dùng cuối (end users): giao diện đồ họa (GUI – Graphical User Interface), màn hình lệnh. 2.2 Chức năng của HĐH Giao tiếp với người dùng Giao tiếp với các chương trình người dùng/chương trình ứng dụng: hàm hệ thống (system calls/system procedures) gọi thực thi dịch vụ do HĐH cung cấp. Hàm hệ thống dành cho quản lý tiến trình Hàm hệ thống dành cho quản lý tập tin Hàm hệ thống dành cho quản lý thư mục … HĐH Windows: hàm hệ thống được định nghĩa trong thư viện Win API (Application Program Interface) của HĐH. 2.3 Các hệ điều hành phổ biến MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System) Windows 3.1x Windows 9x Windows NT/2000 Windows XP Windows Vista Unix/Linux MacOS (Macintosh Operating System) 2.4 Sử dụng HĐH Windows Màn hình Desktop Cửa sổ (window) và các thành phần Hộp thoại (dialog box) và các đối tượng Làm việc với màn hình desktop Chạy ứng dụng trong Windows Sử dụng Windows Explorer Màn hình Desktop TaskBar MenuStart SystemClock Title Bar Menu Bar Toolbar Bar Status Bar Control box Scroll Bar Hộp thoại - Dialog Box List Box: cho phép chọn 1 mục trong danh sách Radio button: chọn 1 mục duy nhất trong số các mục có thể chọn Check box: chọn 1 hoặc nhiều mục trong số các mục có thể chọn Text box: nhập text Command Button: nút lệnh nhằm thực hiện yêu cầu Hộp thoại –Dialog Box Thao tác với GUI Con trỏ chuột (pointers) Click – nhấn nút trái chuột 1 lần  chọn 1 mục Double click – nhấn nhanh liên tiếp nút trái chuột 2 lần  mở, gọi thi hành Click chuột phải  hiện ra menu Chọn nhiều mục cùng lúc: nhấn Ctrl hoặc Shift cùng lúc với click chuột Ctrl  chọn rời rạc các mục cùng lúc Shift  chọn liên tiếp các mục cùng lúc F1: xem Help Thao tác với Desktop Màn hình Desktop Click chuột phải xem các chức năng Properties  cài đặt thể hiện của màn hình desktop và các cửa sổ của windows Taskbar Menu Start Chọn menu Start All programs Control Panel Run… Log Off, Shutdown Click chuột phải lên menu Start Click chuột phải lên Taskbar Chạy ứng dụng trong Windows Từ màn hình Desktop Từ menu Start  All programs Từ mune Start  Run… Cách khác? Windows Explorer Mở Windows Explorer Click chuột phải lên menu Start, chọn Explore Trên màn hình Desktop hay menu Start, chọn My Computer Xem cây thư mục Các cách thể hiện nội dung trong một thư mục Xem/thay đổi Properties của thư mục, tập tin Các tùy chọn trên thư mục, tập tin Thao tác với thư mục, tập tin Tạo mới Xóa Đặt tên, đổi tên Di chuyển (Cut & Paste) Copy (Copy & Paste) Tạo/xóa shortcut Control Panel