Thảo luận Bài 1

Parallel Systems
Là các hệ thống có nhiều hơn 1 CPU giao tiếp chặt chẽ với nhau (Còn được gọi là multiprocessor systems)

Tightly coupled system (hệ thống ghép đôi chặt chẽ) các processor chia sẻ bộ nhớ và một clock; sự giao tiếp thường xuyên diễn ra qua bộ nhớ chia sẻ

„Các lợi điểm của parallel system:
Tăng thông lượng (throughput): mức tăng tỷ lệ thuận – N processor,tốc độ tăng N lần

Tiết kiệm (thời gian, tài nguyên): các tài nguyên phụ thuộc và chia sẻ

Tăng độ tin cậy (trong một số trường hợp)

Gồm có:
Symmetric multiprocessing (SMP – đa xử lý đối xứng)
Mỗi processor chạy và copy HĐH giống hệt nhau

Nhiều tiến trình có thể đồng thời mà không làm giảm hiệu năng

Hầu hết các HĐH hiện đại có hỗ trợ SMP (Solaris, OS/2, Linux, Windows NT/2000/XP/2003)

Asymmetric multiprocessing (đa xử lý không đối xứng)
Mỗi processor được phân công một nhiệm vụ riêng; master processor lập lịch và phân công công việc cho các slave processors

Phổ biến trong các hệ thống cực lớn

Ngoài việc nắm bắt được nguyên lý hoạt động của máy tính,các thuật ngữ chuyên ngành nói chung,qua đó sâu xa hơn giúp ta có 1 cách nhìn có tổ chức có logic, vận dụng những nguyên lý của Hệ Điều Hành vào cuộc sống của chúng ta, vì vốn dĩ HĐH được viết ra cũng chính từ cuộc sống chúng ta.

Từ trước giờ chúng ta xài windows nhưng có ai từng biết nó được hình thành như thế nào, phát triển ra sao chưa?. Trong bài này chúng tôi xin giới thiệu tới các bạn những giai đoạn "tiến hóa" của hệ điều hành Windows:

Từ phiên bản Windows 1.0 năm 1985, hệ điều hành (HDH) Windows của Microsft đã phát triển qua hàng chục phiên bản khác nhau, đa số đều được người tiêu dùng chào đón nhiệt liệt. Nhưng bên cạnh những thành công đó, Microsoft cũng “cho ra lò” những thử nghiệm thất bại thảm hại.

Windows 1.0



Ra mắt vào ngày 20 tháng 11 năm 1985, Windows 1.0 là hệ điều hành cógiao diện đồ hoạ đầu tiên của Bill Gates và đồng nghiệp, và chạy trênnền 16 bit. Mặc dù có khả năng thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc, hơn hẳn MS-DOS vốn cực kì phổ biến trước đó, Windows 1.0 bị cạnh tranh gay gắt bởi sản phẩm cùng loại của các công ty đối thủ như IBM, và do đó chỉ chiếm được thị phần rất nhỏ.

Windows 2.0



Cải tiến đáng kể nhất của Windows 2.0, ra mắt 23/11/1985, về mặt đồ hoạ là cho phép các cửa sổ nằm chồng lên nhau, thay vì chỉ đặt cạnh nhau như Windows 1.0. Đồng thời, đây cũng là phiên bản đầu tiên có các nút “maximize” và “minimize” trên thanh tác vụ, cũng như xuất hiện phím Alttrên bàn phím. Mặc dù vậy, các hãng phần mềm hỗ trợ Windows vẫn rất hạn chế, và thị phần của Windows 2.0 cũng chỉ lớn hơn chút ít so với phiênbản 1.0

Windows 3.0



Chào đời ngày 22/5/1990, Windows 3.0 là thành công lớn đầu tiên của HDH Windows, và là đối thủ lớn nhất của Macintosh của Apple, cũng như Commodore Amiga - một hệ điều hành nổi tiếng vào thời điểm đó. Thành công của Windows 3.0, cũng như phiên bản 3.1 tiếp sau đến từ cơ chế quản lý bộ nhớ tiên tiến và tích hợp thành công với MS-DOS.

Windows NT



Phát hành rộng rãi vào tháng 6/1993, Windows NT là hệ điều hành thuần 32 bit “cao cấp” hơn Windows thông thường, vốn dựa trên nền tảng DOS và chạy cả 16/32 bit. Trải qua nhiều phiên bản từ NT 3.1, 3.5, 4.0,Windows NT chính thức ngừng phát triển với phiên bản ra mắt năm 1996 để nhường chỗ cho các phiên bản Windows mới hơn cũng trên nền NT.

Windows 95



Ra mắt ngày 24/8/1995, Windows 95 là thành công rực rỡ của Microsoft.Cải tiến nổi bật nhất so với Windows 3.1 là giao diện đồ hoạ cách mạng- vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, và dựa trên trên nền tảng MS-DOS7.0, một phiên bản DOS cải tiến. Những cải tiến đáng giá khác bao gồm hệ thống tên dài 255 kí tự, và trình duyệt web phổ biến nhất hiện nay: Internet Explorer.

Sau thành công của Windows 95, Microsoft quyết định nâng cấp và cải thiện lại hệ điều hành này. Với những cải tiến về mặt đồ họa và khả năng tương thích, Windows được người dùng và các hãng phần mềm khác cực kỳ quan tâm.

Windows 98



Tiếp nối thành công của Windows 95, Windows 98 bổ sung khả năng tương thích với nhiều hệ thống phần cứng khác nhau.

Windows ME



Windows ME bị chỉ trích khá nhiều, do sự kết hợp “nửa mùa” giữa một hệ điềuhành dựa trên DOS và cơ chế load không sử dụng DOS, khiến nhiều phầnmềm cũ không hoạt động được trên ME. HĐH có tuổi thọ khá ngắn ngủi, chỉ kéo dài một năm trước khi Windows XP ra mắt. Mặc dù vậy, phiên bản Windows này giới thiệu khá nhiều tính năng mới mà Windows XP sau này sẽ sử dụng, ví dụ như System Restore.

Windows 2000



Là hệ điều hành thiết kế cho doanh nghiệp, Windows 2000 thuộc dòng Windows NT và hoạt động ổn định trên cả máy tính để bàn lẫn máy chủ.Đây cũng là phiên bản đầu tiên chính thức sử dụng định dạng đĩa cứng NTFS và mã hoá dữ liệu cấp thấp. Windows 2000 được thay thế bởi Windowsserver 2003 sau này.

Windows XP



Windows XP là hệ điều hành phổ thông đầu tiên đoạn tuyệt hoàn toàn với DOS lỗi thời, nâng cao đáng kể độ ổn định và bảo mật cho người sử dụng.HĐH này cũng giới thiệu giao diện đồ hoạ cải tiến, bắt mắt hơn nhiều so với các phiên bản trước. Windows XP ra mắt vào 25/10/2001, và có nhiều phiên bản, nhiều mức giá khác nhau cho các đối tượng khác nhau.

Các phiên bản khác của Windows XP gồm có Windows XP 64 bit cho các vi xử lý 64 bit, Media Center cho giải trí số, Tablet PC cho máy tính bảngvà vài phiên bản khác.

Windows Vista



Ra mắt tháng 1/2007, 5 năm phát triển kể từ XP, Vista gây ấn tượng mạnh cho người dùng với giao diện đồ hoạ bóng bẩy bắt mắt,khả năng tìm kiếm nâng cao, và còn nhiều tính năng khác chờ người dùng khám phá. Vista cũng được quảng cáo là hệ điều hành ổn định, bảo mật nhất từ trước đến nay. Tuy nhiên, cái giá phải trả cho việc sử dụng Vista là cấu hình máy yêu cầu rất cao, cũng như hỗ trợ phần cứng cũ hạn chế.

Windows 7



Phiên bản Windows 7 vẫn đang trong giai đoạn phát triển.Là windows mới nhất cho tới thời điểm này, windows này đòi hỏi cấu hình cực cao nhưng tính năng của nó càng dữ dội hơn... các bạn hãy khám phá

Windows 8



Trong khi Windows 7 đang còn dang dở ở giai đoạn Release Candidate (RC1) thì Microsoft đã bắt tay vào thiết kế Windows 8, hứa hẹn sẽ có nhiều bước đột phá hơn về cả hình thức lẫn nội dung và tốc độ. Dự kiến Winsows 8 sẽ ra mắt người dùng vào đầu năm 2012.

hj; mình chỉ tìm hiểu được tới đó thôi mong các bạn bổ sung thêm .

- Multiprocessor Systems là hệ thống đa xử lý (với hệ điều hành tương ứng) hỗ trợ nhiều CPU trên một máy.
- Clustered Systems là hệ thống gom cụm (với hệ điều hành tương ứng) bao gồm nhiều máy tính cùng thực hiện một công việc chung, nối mạng với nhau qua đường truyền tốc độ cao.
* Phân tích:

1) Hệ đa xử lý (Multiprocessor Systems): hỗ trợ nhiều CPU còn gọi là hệ song song. Hệ đa xử lý gồm 2 loại:

* Đa xử lý đối xứng (symmetric multiprocessing-SMP): Tài nguyên của hệ thống như là bộ nhớ, đĩa xuất nhập được dùng chung bởi nhiều bộ xử lý trong hệ thống. Lượng công việc được phân bố ngang bằng nhau cho các bộ xử lý vì vậy sẽ không có việc một bộ xử lý xử lý quá nhiều công việc trong khi bộ xử lý khác lại không làm gì cả. Hiệu suất của hệ thống nầy tăng vì công việc được phân bố tốt hơn. Ví dụ: Các bạn có thể hình dùng trong một công ty lập trình phần mềm có rất nhiều khâu xử lý. Trong đó, khâu nhập liệu có thể xem như là 1 ví dụ điển hình về hệ đa xử lý đối xứng. Vì các thành viên nhập liệu có cùng 1 chức năng là nhập liệu cho 1 chương trình định sẵn, họ ngang hàng về chức năng và cùng có chung 1 mục đích.

* Đa xử lý phi đối xứng (asymmetric multiprocessing): Mỗi bộ xử lý hoạt động độc lập và chia sẻ các nguồn tài nguyên trong hệ thống. Hệ điều hành phân bố cho các bộ xử lý các tác vụ khác nhau. Ví dụ một bộ xử lý có thể xử lý nhập/xuất và các bộ xử lý khác thực hiện các tác vụ điều hành hệ thống mạng. Hệ thống đa bộ xử lý không đối xứng không cân bằng số lượng công việc. Một bộ xử lý có thể xử lý quá nhiều công việc trong khi bộ xử lý khác lại không làm gì cả.
Trong đó:
- Các CPU chung bộ nhớ và thiết bị.
- Mỗi CPU được ấn định các chứng năng riêng: Cơ chế này định nghĩa mối quan hệ chủ-tớ. Bộ xử lý chính lập thời biểu và cấp phát công việc tới các bộ xử lý tớ.
+ Các CPU khác đóng vai trò phụ thuộc (Slaves), chuyên trách công việc nào đó. (chờ bộ xử lý chủ ra chỉ thị hoặc có những tác vụ được định nghĩa trước).
+ Có CPU chủ (Master): kiểm soát toàn hệ thống. Master điều phối và cấp phát công việc cho các Slaves.
-> Lợi ích là :
- Tăng thông suất : tăng số tác vụ hoàn tất trong 1 đơn vị thời gian, bằng cách tăng số lượng bộ xử lý, chúng ta hy vọng thực hiện nhiều công việc hơn với thời gian ít hơn.
- Tiết kiệm: Nhiều CPU nhưng chung bộ nhớ và các thiết bị ngoài. Ví dụ: Nếu nhiều chương trình điều hành trên cùng tập hợp dữ liệu thì lưu trữ dữ liệu đó trên một đĩa và tất cả bộ xử lý chia sẻ chúng sẽ rẻ hơn là có nhiều máy tính với đĩa cục bộ và nhiều bản sao dữ liệu.
- Tăng độ tin cậy: Nếu 1 CPU gặp sự cố, hệ vẫn chạy tuy có chậm hơn. Ví dụ: Nếu chúng ta có 10 bộ xử lý và có 1 bộ xử lý bị sự cố thì mỗi bộ xử lý trong 9 bộ xử lý còn lại phải chia sẻ của công việc của bộ xử lý bị lỗi. Do đó, toàn bộ hệ thống chỉ giảm 10% năng lực hơn là dừng hoạt động. Các hệ thống được thiết kế như thế được gọi là hệ thống có khả năng chịu lỗi (fault tolerant).

2) Hệ gom cụm (Clustered Systems): Nhiều máy nối mạng để cùng thực hiệc công việc chung.
Phân loại :
- Gom cụm đối xứng (Symmetric Clustering): các máy ngang hàng về chức năng. Mỗi máy thực hiện phần việc của mình và giám sát lẫn nhau. Ví dụ: Trong hệ thống mạng gồm nhiều máy chủ chạy song song và chúng đang kiểm soát lẫn nhau.
- Gom cụm phi đối xứng (Asymmetric Clustering): Một máy chạy trong Hot Standby Mode, nghĩa là chỉ giám sát công việc các máy khác nhưng sẽ đảm đương công việc của máy gặp sự cố. Ví dụ: Hệ thống mạng gồm hai máy server chạy song song, trong đó một máy ở trong chế độ dự phòng (hot standby). Máy dự phòng không là gì cả ngoại trừ theo dõi server hoạt động. Nếu server đó bị lỗi, máy chủ dự phòng nóng trở thành server hoạt động.

Sau khi bật nguồn, chương trình mồi bootstrap lấy từ ROM hoặc EEPROM được khởi động với chức năng khởi hoạt các thiết bi hệ thống: các thanh ghi, CPU, bộ nhớ trong...Sau đó khợi động hạt nhân của hệ điều hành nạp từ đĩa cứng.
Hạt nhân (knernel) của hệ điều hành khởi đông tiến trình đầu tiên có tên là INIT (Initialization) và chờ các sự kiện (Event) có thể xảy ra.

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.
Cấu trúc môn học:
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
Gồm 8 chương:
Chương 1: Giới thiệu Hệ điều hành
Định nghĩa hệ điều hành
Lịch sử hệ điều hành
Phân loại hệ điều hành
Chương 2: Cấu trúc máy tính
Hoạt động của máy tính
Cấu trúc nhập xuất (I/O Structure)
Cấu trúc bộ nhớ
Phân cấp bộ nhớ.
Chương 3: Cấu trúc hệ điều hành
Các thành phần hệ thống
Các dịch vụ hệ thống
Các lời gọi hệ thống
Các chương trình hệ thống
Cấu trúc hệ thống
Thiết kế và thi công (Design & Implementation)
Sản sinh hệ thống.
Chương 4: Quản lý tiến trình
Khái niệm tiến trình (Process Concept)
Điều phối tiến trình (Process Scheduling)
Thao tác với tiến trình (Operations on Process)
Cộng tác giữa các tiến trình (Cooperation Process)
Liên lạc giữa các tiến trình (Interprocess Communications)
Liên lạc trong hệ thống Khách – Chủ ( Communications in Client – Server)
Chương 5: Đa luồng
Khái niệm chung
Chuẩn Pthreads
Đa luồng trong windows
Chương 6: Điều phối CPU
Khái niệm chung
Tiêu chí điều phối (Scheduling Criteria)
Các thuật giải điều phối (Scheduling Algorithms).
Chương 7: Đồng bộ hóa tiến trình
Khái niệm chung
Vấn đề đoạn tương tranh (Critical-Section Problem)
Đèn hiệu (Semaphores)
Bài toán Hiền triết cùng ăn.
Chương 8: Deadlocks
Mô hình hệ thống (System Model)
Bản chất của deadlocks
Các phương thức xử trí deadlocks
Ngăn chặn deadlocks
Tránh deadlocks

Lịch sử phát triển của hệ điều hành
Thế hệ 1 (1945 - 1955):
Vào những năm 1950 máy tính dùng ống chân không ra đời. Ở thế hệ này mỗi máy
tính được một nhóm người thực hiện, bao gồm việc thiết kế, xây dựng chương
trình, thao tác, quản lý, ....
Ở thế hệ này người lập trình phải dùng ngôn ngữ máy tuyệt đối để lập trình.
Khái niệm ngôn ngữ lập trình và hệ điều hành chưa được biết đến trong khoảng
thời gian này.
Thế hệ 2 (1955 - 1965):
Máy tính dùng bán dẫn ra đời, và được sản xuất để cung cấp cho khách hàng. Bộ
phận sử dụng máy tính được phân chia rõ ràng: người thiết kế, người xây dựng,
người vận hành, người lập trình, và người bảo trì. Ngôn ngữ lập trình Assembly và
Fortran ra đời trong thời kỳ này. Với các máy tính thế hệ này để thực hiện một thao
tác, lập trình viên dùng Assembly hoặc Fortran để viết chương trình trên phiếu đục
lỗ sau đó đưa phiếu vào máy, máy thực hiện cho kết qủa ở máy in.
Hệ thống xử lý theo lô cũng ra đời trong thời kỳ này. Theo đó, các thao tác
cần thực hiện trên máy tính được ghi trước trên băng từ, hệ thống sẽ đọc băng từ ,
thực hiện lần lượt và cho kết quả ở băng từ xuất. Hệ thống xử lý theo lô hoạt động
dưới sự điều khiển của một chương trình đặc biệt, chương trình này là hệ điều hành
sau này.
Thế hệ 3 (1965 - 1980)
Máy IBM 360 được sản xuất hàng loạt để tung ra thị trường. Các thiết bị ngoại vi
xuất hiện ngày càng nhiều, do đó các thao tác điều khiển máy tính và thiết bị ngoại
vi ngày càng phức tạp hơn. Trước tình hình này nhu cầu cần có một hệ điều hành
sử dụng chung trên tất cả các máy tính của nhà sản xuất và người sử dụng trở nên
bức thiết hơn. Và hệ điều hành đã ra đời trong thời kỳ này.
Hệ điều hành ra đời nhằm điều phối, kiểm soát hoạt động của hệ thống và
giải quyết các yêu cầu tranh chấp thiết bị. Hệ điều hành đầu tiên được viết bằng
ngôn ngữ Assembly. Hệ điều hành xuất hiện khái niệm đa chương, khái niệm chia
sẻ thời gian và kỹ thuật Spool. Trong giai đoạn này cũng xuất hiện các hệ điều hành
Multics và Unix.
Thế hệ 4 (từ 1980)
Máy tính cá nhân ra đời. Hệ điều hành MS_DOS ra đời gắn liền với máy tính
IBM_PC. Hệ điều hành mạng và hệ điều hành phân tán ra đời trong thời kỳ này.
Trên đây chúng tôi không có ý định trình bày chi tiết, đầy đủ về lịch sử hình
thành của hệ điều hành, mà chúng tôi chỉ muốn mượn các mốc thời gian về sự ra
đời của các thế hệ máy tính để chỉ cho bạn thấy quá trình hình thành của hệ điều
hành gắn liền với quá trình hình thành máy tính. Mục tiêu của chúng tôi trong mục
này là muốn nhấn mạnh với các bạn mấy điểm sau đây:
• Các ngôn ngữ lập trình, đặc biệt là các ngôn ngữ lập trình cấp thấp, ra
đời trước các hệ điều hành. Đa số các hệ điều hành đều được xây dựng từ
ngôn ngữ lập trình cấp thấp trừ hệ điều hành Unix, nó được xây dựng từ C,
một ngôn ngữ lập trình cấp cao.
• Nếu không có hệ điều hành thì việc khai thác và sử dụng máy tính sẽ
khó khăn và phức tạp rất nhiều và không phải bất kỳ ai cũng có thể sử dụng

- Xử lý lô: mỗi tiến trình (P) chỉ có một tác vụ, một người dùng, một chương trình. Tại mỗi thời điểm chỉ có một P hay một tác vụ trong bộ nhớ.
- HĐH xử lý đa chương: cho phép nhiều tác vụ(tiến trình) cũng một lúc trong bộ nhớ. Khi một tác vụ không cần đến CPU (do phải thực hiện I/O với thiết bị ngoài), tác vụ khác được thi hành.
VD: trong nhà hàng, người bồi bàn(CPU) phục vụ bàn ăn(chương trình người dùng), người bồi bàn phục vụ bàn ăn này và chỉ chuyển sang bàn khác khi thực khách(chương trình người dùng) có yêu cầu.
- HĐH chia thời gian(Time-Sharing System): là trường hợp đặc biệt của hệ đa chương. Mỗi tác vụ chỉ được dùng CPU trong một khoảng thời gian ngắn(vs dụ với thời lượng là 20ms), sau đó bị ngắt, chuyển sang tác vụ khác, cứ thế xoay vòng.
Mỗi người dùng có cảm giác máy tính chỉ phục vụ cho mình là duy nhất.
VD: Trong nhà hàng, người bồi bàn(CPU) phục vụ mỗi bàn ăn(chương trình người dùng)trong một khoảng thời gian ngắn (chẳng hạn trong 10s), sau đó chuyển sang bàn ăn khác.

* Gom cụm đối xứng (Symmetric Clusering): Các máy ngang hàng về chức năg. Mỗi máy thực hiện phần việc của mình và giám sát lẫn nhau.
* Gom cụm phi đối xứng (Asymmetric Clusering): Một máy chạy trong Hot Standby Mode, nghĩa là chỉ giám sát công việc của máy khác nhưng sẽ đảm đương công việc của máy gặp sự cố.

- Phân lọai theo khỏang cách:

• LAN (Local-Area Network): Nội bộ

• WAN (Wide-Area Network): Diện rộng

• MAN (Metropolitan Network): Đô thị

- Phân lọai theo phương thức phục vụ:

• File-Server: Máy chủ không tính tóan, chỉ làm dịch vụ tập tin cho các máy khác

• Peer-to-Peer: Mạng các máy ngang hàng

• Client-Server: Máy khách (Client) gửi yêu cầu, Máy chủ (Server) tính tóan và gửi trả lại kết quả.

- 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) :
1. Các công việc được hoán chuyển giữa bộ nhớ chính và đĩa.
2. 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).
1. Định thời CPU (CPU scheduling).
2. Đồng bộ các công việc (synchronization).
3. Tương tác giữa các công việc (process communication).
4. 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).

File-Server: là một máy tính trong mạng có mục đích chính là cung cấp một địa điểm để lưu trữ các tập tin máy tính được chia sẻ (như tài liệu, các file âm thanh, hình chụp, phim ảnh, hình ảnh, cơ sở dữ liệu, vv...) mà có thể được truy cập bởi các máy trạm làm việc trong mạng máy tính. Thuật ngữ máy chủ nêu bật vai trò của máy trong sơ đồ Client-server, nơi mà các khách hàng là các máy trạm sử dụng kho lưu trữ. Một máy chủ tập tin thường không thực hiện bất kỳ tính toán, và không chạy bất kỳ chương trình nào thay mặt cho khách hàng (client). Nó được thiết kế chủ yếu để cho phép lưu trữ nhanh chóng và lấy dữ liệu, các tính toán được thực hiện bởi các máy trạm.File server thường thấy trong các trường học và các văn phòng và hiếm khi gặp ở các nhà cung cấp dịch vụ Internet tại địa phương với việc sử dụng mạng LAN để kết nối máy tính khách của họ.

Client-Server: Là một mô hình nổi tiếng trong mạng máy tính, được áp dụng rất rộng rãi và là mô hình của mọi trang web hiện có. Ý tưởng của mô hình này là máy con (đóng vai trò là máy khách) gửi một yêu cầu (request) để máy chủ (đóng vai trò người cung ứng dịch vụ), máy chủ sẽ xử lý và trả kết quả về cho máy khách.Thuật ngữ server được dùng cho những chương trình thi hành như một dịch vụ trên toàn mạng. Các chương trình server này chấp nhận tất cả các yêu cầu hợp lệ đến từ mọi nơi trên mạng, sau đó nó thi hành dịch vụ và trả kết quả về máy yêu cầu. Một chương trình được coi là client khi nó gửi các yêu cầu tới máy có chương trình server và chờ đợi câu trả lời từ server. Chương trình server và client nói chuyện với nhau bằng các thông điệp (messages) thông qua một cổng truyền thông liên tác IPC (Interprocess Communication). Để một chương trình server và một chương trình client có thể giao tiếp được với nhau thì giữa chúng phải có một chuẩn để nói chuyện, chuẩn này được gọi là giao thức. Nếu một chương trình client nào đó muốn yêu cầu lấy thông tin từ server thì nó phải tuân theo giao thức mà server đó đưa ra. Bản thân chúng ta khi cần xây dựng một mô hình client/server cụ thể thì ta cũng có thể tự tạo ra một giao thức riêng nhưng thường chúng ta chỉ làm được điều này ở tầng ứng dụng của mạng. Với sự phát triển mạng như hiện này thì có rất nhiều giao thức chuẩn trên mạng ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển này. Các giao thức chuẩn (ở tầng mạng và vận chuyển) được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay như: giao thức TCP/IP, giao thức SNA của IBM, OSI, ISDN, X.25 hoặc giao thức LAN-to-LAN NetBIOS. Một máy tính chứa chương trình server được coi là một máy chủ hay máy phục vụ (server) và máy chứa chương trình client được coi là máy tớ (client). Mô hình mạng trên đó có các máy chủ và máy tớ giao tiếp với nhau theo 1 hoặc nhiều dịch vụ được gọi là mô hình client/server. Thực tế thì mô hình client/server là sự mở rộng tự nhiên và tiện lợi cho việc truyền thông liên tiến trình trên các máy tính cá nhân. Mô hình này cho phép xây dựng các chương trình client/server một cách dễ dàng và sử dụng chúng để liên tác với nhau để đạt hiệu quả hơn.

Hệ điều hành đa xử lý và hệ điều hành gom cụm giống nhau là đều tập hợp nhiều CPU với nhau để thực hiện công việc tính toán
Hệ điều hành gom cụm khác hệ điều hành đa xử lý ở điểm chúng được hợp thành từ hai hay nhiều hệ thống đơn được kết hợp với nhau.

a. Hệ điều hành đa xử lý
Các hệ hỗ trợ nhiều CPU, còn gọi là các hệ song song (Parallel Systems)

Ích lợi:
- Tăng thông suất : tăng số tác vụ hoàn tất trong 1 đơn vị thời gian, bằng cách tăng số lượng bộ xử lý, chúng ta hy vọng thực hiện nhiều công việc hơn với thời gian ít hơn.
- Tiết kiệm: Nhiều CPU nhưng chung bộ nhớ và các thiết bị ngoài. Ví dụ: Nếu nhiều chương trình điều hành trên cùng tập hợp dữ liệu thì lưu trữ dữ liệu đó trên một đĩa và tất cả bộ xử lý chia sẻ chúng sẽ rẻ hơn là có nhiều máy tính với đĩa cục bộ và nhiều bản sao dữ liệu.
- Tăng độ tin cậy: Nếu 1 CPU gặp sự cố, hệ vẫn chạy tuy có chậm hơn. Ví dụ: Nếu chúng ta có 10 bộ xử lý và có 1 bộ xử lý bị sự cố thì mỗi bộ xử lý trong 9 bộ xử lý còn lại phải chia sẻ của công việc của bộ xử lý bị lỗi. Do đó, toàn bộ hệ thống chỉ giảm 10% năng lực hơn là dừng hoạt động. Các hệ thống được thiết kế như thế được gọi là hệ thống có khả năng chịu lỗi (fault tolerant).

Phân loại:
- Đa xử lý đối xứng (symmetric multiprocessing-SMP). Trong hệ thống này mỗi bộ xử lý chạy bản sao của hệ điều hành và những bản sao này giao tiếp với các bản sao khác khi cần.
. Các CPU chung bộ nhớ và thiết bị
. Các CPU ngang hàng về chức năng
Ví dụ: Windows 2000 professional : 2CPU ; Windows 2000 Server : 4 CPU

- Đa xử lý bất đối xứng (asymmetric multiprocessing).
. Các CPU chung bộ nhớ và thiết bị
. Các CPU được ấn định chức năng riêng: Cơ chế này định nghĩa mối quan hệ chủ-tớ. Bộ xử lý chính lập thời biểu và cấp phát công việc tới các bộ xử lý tớ.
.. Có CPU chủ (Master): kiểm soát toàn hệ thống
.. Các CPU khác đóng vai trò phụ thuộc (Slaves), chuyên trách công việc nào đó. (chờ bộ xử lý chủ ra chỉ thị hoặc có những tác vụ được định nghĩa trước)
Ví dụ: Hệ điều hành SunOS 4.x

b. Hệ điều hành gom cụm
Nhiều máy nối mạng để cùng thực hiệc công việc chung

Phân loại :
- Gom cụm đối xứng (Symmetric Clustering): các máy ngang hàng về chức năng. Mỗi máy thực hiện phần việc của mình và giám sát lẫn nhau. Ví dụ: Trong hệ thống mạng gồm nhiều máy chủ chạy song song và chúng đang kiểm soát lẫn nhau.
- Gom cụm phi đối xứng (Asymmetric Clustering): Một máy chạy trong Hot Standby Mode, nghĩa là chỉ giám sát công việc các máy khác nhưng sẽ đảm đương công việc của máy gặp sự cố. Ví dụ: Hệ thống mạng gồm hai máy server chạy song song, trong đó một máy ở trong chế độ dự phòng (hot standby). Máy dự phòng không là gì cả ngoại trừ theo dõi server hoạt động. Nếu server đó bị lỗi, máy chủ dự phòng nóng trở thành server hoạt động.

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

2. 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.

3. Cấu trúc môn học:
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

Chương 1: Giới thiệu Hệ điều hành
Định nghĩa hệ điều hành
Lịch sử hệ điều hành
Phân loại hệ điều hành

Chương 2: Cấu trúc máy tính
Hoạt động của máy tính
Cấu trúc nhập xuất (I/O Structure)
Cấu trúc bộ nhớ
Phân cấp bộ nhớ.

Chương 3: Cấu trúc hệ điều hành
Các thành phần hệ thống
Các dịch vụ hệ thống
Các lời gọi hệ thống
Các chương trình hệ thống
Cấu trúc hệ thống
Thiết kế và thi công (Design & Implementation)
Sản sinh hệ thống.

Chương 4: Quản lý tiến trình
Khái niệm tiến trình (Process Concept)
Điều phối tiến trình (Process Scheduling)
Thao tác với tiến trình (Operations on Process)
Cộng tác giữa các tiến trình (Cooperation Process)
Liên lạc giữa các tiến trình (Interprocess Communications)
Liên lạc trong hệ thống Khách – Chủ ( Communications in Client – Server)

Chương 5: Đa luồng
Khái niệm chung
Chuẩn Pthreads
Đa luồng trong windows

Chương 6: Điều phối CPU
Khái niệm chung
Tiêu chí điều phối (Scheduling Criteria)
Các thuật giải điều phối (Scheduling Algorithms)

Chương 7: Đồng bộ hóa tiến trình
Khái niệm chung
Vấn đề đoạn tương tranh (Critical-Section Problem)
Đèn hiệu (Semaphores)
Bài toán Hiền triết cùng ăn

Chương 8: Deadlocks
Mô hình hệ thống (System Model)
Bản chất của deadlocks
Các phương thức xử trí deadlocks
Ngăn chặn deadlocks
Tránh deadlocks

 Hệ xử lý lô (Batch System)
Mỗi thời điểm chỉ có một tác vụ trong bộ nhớ
 Hệ đa chương (Multiprogramming System)
Nhiều tác vụ (tiến trình) cùng một lúc trong bộ nhớ
Khi một tác vụ không cần đến CPU (do phải thực hiện I/O với thiết bị ngoài), tác
vụ khác được thi hành.
 Hệ chia thời gian (Time-Sharing System)
Là hệ đa chương
Mỗi tác vụ chỉ được dùng CPU trong một khoảng thời gian ngắn (ví dụ với thời
lượng là 20ms), sau đó bị ngắt, chuyển sang tác vụ khác, cứ thế xoay vòng.
Mỗi người dùng đều có cảm giác là máy tính chỉ phục vụ cho mình là duy nhất.
Ví dụ: Trong nhà hàng, người bồi bàn (CPU) phục vụ mỗi bàn ăn (chương trình
người dùng) trong một khoảng thời gian ngắn (chẳng hạn trong 10 giây), sau đó
chuyển sang bàn khác.

 Tăng thông suất : tăng số tác vụ hoàn tất trong 1 đơn vị thời gian, bằng cách tăng số
lượng bộ xử lý, chúng ta hy vọng thực hiện nhiều công việc hơn với thời gian ít hơn.
 Tiết kiệm: Nhiều CPU nhưng chung bộ nhớ và các thiết bị ngoài. Ví dụ : Nếu nhiều
chương trình điều hành trên cùng tập hợp dữ liệu thì lưu trữ dữ liệu đó trên một đĩa và tất
cả bộ xử lý chia sẻ chúng sẽ rẻ hơn là có nhiều máy tính với đĩa cục bộ và nhiều bản sao
dữ liệu.
 Tăng độ tin cậy: Nếu 1 CPU gặp sự cố, hệ vẫn chạy tuy có chậm hơn. Ví dụ : Nếu chúng
ta có 10 bộ xử lý và có 1 bộ xử lý bị sự cố thì mỗi bộ xử lý trong 9 bộ xử lý còn lại phải
chia sẻ của công việc của bộ xử lý bị lỗi. Do đó, toàn bộ hệ thống chỉ giảm 10% năng lực
hơn là dừng hoạt động. Các hệ thống được thiết kế như thế được gọi là hệ thống có khả
năng chịu lỗi (fault tolerant).

Cám ơn các bạn đã làm quá rỏ rồi .thanks

File-Server: hiểu đơn giản là chỉ có 1 máy tính làm nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu.
Client-Server: là mô hình có ít nhất 2 máy, 1 máy yêu cầu và 1 máy đáp ứng yêu cầu.

- Hệ gom cụm (Clustered Systems): Nhiều máy nối mạng để thực hiện một việc chung. Hệ gom cụm gồm hai loại: Gom cụm đối xứng, Gom cụm phi đối xứng.
+Gom cụm đối xứng: Các máy ngang hàng về chức năng, mỗi máy thực hiện phần việc của mình và giám sát lẫn nhau.
+Gom cụm phi đối xứng: Một máy chạy trong Hot Standby Mode, nghĩa là chỉ giám sát công việc các máy khác nhưng sẽ đảm đương công việc của máy gặp sự cố.
- Hệ đa xử lý (Multiprocessor Systems):hỗ trợ nhiều CPU còn gọi là hệ song song.Hệ đa xử lý gồm 2 loại: Đa xử lý đối xứng, Đa xử lý phi đối xứng.
+Đa xử lý đối xứng : các CPU chung bộ nhớ và thiết bị, các CPU ngang hàng về chức năng.
+Đa xử lý phi đối xứng : các CPU chung bộ nhớ và thiết bị, mỗi CPU được ấn định các chứng năng riêng.

So sánh các hệ Batch System
- Hệ xử lý lô (Batch System)
Mỗi thời điểm chỉ có một tác vụ trong bộ nhớ
- Hệ đa chương (Multiprogramming System)
Nhiều tác vụ (tiến trình) cùng một lúc trong bộ nhớ
Khi một tác vụ không cần đến CPU (do phải thực hiện I/O với thiết bị ngoài), tác vụ khác được thi hành.
- Hệ chia thời gian (Time-Sharing System)
Là hệ đa chương
Mỗi tác vụ chỉ được dùng CPU trong một khoảng thời gian ngắn (ví dụ với thời lượng là 20ms), sau đó bị ngắt, chuyển sang tác vụ khác, cứ thế xoay vòng.
Mỗi người dùng đều có cảm giác là máy tính chỉ phục vụ cho mình là duy nhất.
Ví dụ: Trong nhà hàng, người bồi bàn (CPU) phục vụ mỗi bàn ăn (chương trình người dùng) trong một khoảng thời gian ngắn (chẳng hạn trong 10 giây), sau đó chuyển sang bàn khác.

Ngoài các hệ thống chỉ có một bộ xử lý còn có các hệ thống có nhiều bộ xử lý cùng chia xẻ hệ thống đường truyền dữ liệu, đồng hồ, bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi. Các bộ xử lý này liên lạc bên trong với nhau .
Với sự gia tăng số lượng bộ xử lý, công việc được thực hiện nhanh chóng hơn. Hệ thống với máy nhiều bộ xử lý sẽ tối ưu hơn hệ thống có nhiều máy có một bộ xử lý vì các bộ xử lý chia xẻ các thiết bị ngoại vi, hệ thống lưu trữ, nguồn … và rất thuận tiện cho nhiều chương trình cùng làm việc trên cùng một tập hợp dữ liệu.
Một lý do nữa là độ tin cậy. Các chức năng được xử lý trên nhiều bộ xử lý và sự hỏng hóc của một bộ xử lý sẽ không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
Hệ thống đa xử lý thông thường sử dụng cách đa xử lý đối xứng, trong cách này mỗi bộ xử lý chạy với một bản sao của hệ điều hành, những bản sao này liên lạc với nhau khi cần thiết. Một số hệ thống sử dụng đa xử lý bất đối xứng, trong đó mỗi bộ xử lý được giao một công việc riêng biệt.. Một bộ xử lý chính kiểm soát toàn bộ hệ thống, các bộ xử lý khác thực hiện theo lệnh của bộ xử lý chính hoặc theo những chỉ thị đã được định nghĩa trước. Mô hình này theo dạng quan hệ chủ tớ. Bộ xử lý chính sẽ lập lịch cho các bộ xử lý khác.
Một ví dụ về hệ thống xử lý đối xứng là version Encore của UNIX cho máy tính Multimax. Hệ thống này có hàng tá bộ xử lý. Ưu điểm của nó là nhiều tiến trình có thể thực hiện cùng lúc . Một hệ thống đa xử lý cho phép nhiều công việc và tài nguyên được chia xẻ tự động trong những bộ xử lý khác nhau.
Hệ thống đa xử lý không đồng bộ thường xuất hiện trong những hệ thống lớn, trong đó hầu hết thời gian hoạt động đều dành cho xử lý nhập xuất.

- 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.

NguyenVanBenI12C đã viết:Mục Tiêu:
- Hiểu vai trò của hệ điều hành trong hệ thống máy tính.
- Biết các giai đoạn phát triển của hệ điều hành.
- Hiểu sự khác biệt của các hệ điều hành qua từng giai đoạn.
- Hiểu cách giải quyết các vấn đề phát sinh trong từng hệ điều hành.

Và qua trọng hơn cả là ứng dụng được những gì đã học vào trong cuộc sống, đó mới là đỉnh cao.HĐH làm được điều đó.Nếu ta chịu khó quan sát và có đầu óc phân tích thì HĐH rất đơn giản,gần gũi.

nguyenthimao_I12A đã viết:- Hệ điều hành dễ sử dụng vì: vì hệ điều hành tạo cho chúng ta một góc nhìn như nhau với những thiết bị khác nhau,không bị lệ thuộc vào thiết bị cụ thể
Ví dụ: Một máy tính có nhiều ổ đĩa,USB,ổ đĩa A, hay ổ đĩa cứng thì chúng vẫn có cấu trúc giống nhau mặc dù nhìn khác nhau. Khi người dùng biết cách sử dụng một loại thì những cái khác cũng làm tương tự.

Hệ điều hành đã ẩn đi những gì phức tạp nhất, và đã tạo cho ta 1 khung nhìn gần gũi và nhất quán nhất.Mặc dù bên trong hệ điều hành ẩn chứa rất nhiều thứ phức tạp. Những thứ đó được xử lí bên trong và được che lại.Dù thiết bị có khác nhau như thế nào nhưng về nguyên tắc hoạt động thì giống nhau.Vì thế dưới mắt nhìn của ta Hệ điều hành không có gì thay đổi nhưng thực tế HĐH đang chuyển động ngầm.Vì thế người sử dụng cảm thấy dể chịu khi tương tác bởi HĐH đã tạo cho ta một ảo giác HĐH đứng yên.

NguyenthechinhI12A on 20/2/2012, 10:43
Đáp án:
Mục tiêu:
Giúp chúng ta hiểu nguyên lý cơ bản, đồng thời có cái nhìn tổng quan về hệ điều
hành và vai trò của hệ điều hành trong hệ thống máy tính. Biết được lịch sử ra đời và
các giai đoạn phát triển của hệ điều hành, những khá niệm cơ bản về kiến trúc hệ
điều hành như tiến trình, công nghệ đa luồng , các kỹ thuật và thuật giải điều phối sử
dụng CPU giữa các tiến trình, đồng bộ hóa những công việc các tiến trình…
Ý nghĩa:
+Chúng ta có cách tư duy và những phương pháp nghiên cứu, bên cạnh đó khả nâng
cao cách nhìn nhận nhiều khía cạnh về vấn đề của lập trình ứng dụng, những thuật
toán thông qua phân tích các khối chức năng của một hệ thống phần mềm lớn như hệ
điều hành.
+Hiểu sâu hơn những vấn đề đồng thời giúp chúng ta ứng dụng thực tế làm tốt hơn
trong cuộc sống hàng ngày.
Cấu trúc môn học:
+ Môn học có 10 chương, những tên của từng chương, trong những tên
chương mục nhỏ về định nghĩa, khá niêm, nội dung bên trong của từng chương từng phần…
chú ý chú ý : cái cấu trúc này mà ghi từng chương va mục nhỏ thi tiêu đời ...có lẽ minh ghi ví du một hai ..là được