Thảo luận Bài 2

Lời gọi hệ thống cung cấp một giao tiếp giữa tiến trình và hệ điều hành. Lời gọi này cũng như các lệnh hợp ngữ.

Một số hệ thống cho phép lời gọi hệ thống được thực hiện từ cấp lập trình ngôn ngữ cấp cao, như các hàm và lời gọi hàm. Nó có thể phát sinh lời gọi từ các thủ tục hay gọi trực tiếp trong dòng.

Để hiểu quá trình hoạt động của lời gọi hệ thống chúng ta cùng khảo sát một chương trình nhỏ dùng để đọc dữ liệu từ một tập tin chép qua tập tin khác. Dữ liệu nhập đầu tiên của của chương trình là tên của hai tập tin : tập tin nhập và tập tin xuất. Tên này được mô tả bằng nhiều cách tùy thuộc vào thiết kế hệ điều hành như : chương trình yêu cầu người sử dụng cho biết tên của hai tập tin, họ cũng có thể cung cấp bằng cách lựa chọn với chuột. Khi có tên của hai tập tin, chương trình mở tập tin nhập và tạo tập tin xuất. Mỗi thao tác này được thực hiện bởi những lời gọi hệ thống khác. Cũng có những trường hợp phát sinh lỗi : Khi chương trình mở tập tin nhập, có thể xảy ra trường hợp không có tập tin có tên như mô tả hoặc tập tin bị cấm truy cập. Trong trường hợp này chương trình phải xuất thông điệp lên màn hình. Nếu tập tin nhập tồn tại, phải tạo tập tin mới. Hệ thống phải kiểm tra tiếp xem đã có tập tin xuất tồn tại không và sẽ có những lời gọi hệ thống tương ứng để giải quyết hoặc là hủy tiến trình, hai là xóa tập tin đã tồn tại và tạo tập tin mới. Sau khi đã thiết lập xong tập tin, hệ thống tiếp tục tạo vòng lặp đọc dữ liệu từ tập tin nhận và ghi lên tập tin xuất. Mỗi bước đều có kiểm tra lỗi. Sau khi chép xong, chương trình sẽ đóng hai tập tin lại (dùng một lời gọi hệ thống khác), xuất thông báo lên màn hình (dùng lời gọi hệ thống) cuối cùng chấm dứt chương trình (lời gọi hệ thống cuối cùng).

Trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao, người sử dụng không cần quan tâm đến chi tiết mà chỉ cần thông qua các hàm hay các lệnh để thực hiện.Lời gọi hệ thống có thể diễn ra theo một cách khác. Kiểu và khối lượng thông tin tùy thuộc vào hệ thống và lúc gọi.

Có ba phương pháp được sử dụng để chuyển tham số cho hệ điều hành: Cách đơn giản nhất là chuyển tham số vào thanh ghi. Nếu có nhiều tham số, nó sẽ được lưu trữ trong khối hoặc bảng trong bộ nhớ. Cách cuối cùng là dùng cơ chế stack.

Lời gọi hệ thống có thể được chia thành các loại : kiểm soát tiến trình, thao tác tập tin, thao tác thiết bị, thông tin.

Một số lời gọi hệ thống trong LINUX:
fork(),wait(),exit(),exec(),brk().

Tham khảo thêm Lời gọi hệ thống từ nguồn khác:

• Lời gọi hệ thống là giao diện giữa chương trình đang chạy và hệ điều hành. Thông
thường là các chỉ thị bằng ngôn ngữ assembler.
• Có ba phương pháp được sử dụng truyền tham số giữa chương trình đang chạy và
hệ điều hành.
ƒ Truyền tham số qua các thanh ghi.
ƒ Lưu trữ các tham số trong một bảng trong bộ nhớ và địa chỉ của bảng được
truyền qua tham số vào thanh ghi.
ƒ Các chương trình thực hiện Push các tham số vào stack và được pop bởi hệ
điều hành.


• Các loại lời gọi hệ thống:
- Điều khiển tiến trình
- Quản lý file
- Quản lý thiết bị
- Truyền thông

Trong can-tin, khi đi lấy thức ăn chúng ta lấy từ những khay đựng thức ăn (caching) chứ không phải lấy trong nồi hay trong bếp ra (RAM).

- Mỗi Device Controller (DC) có Bộ nhớ đệm riêng (Buffer) và 1 thanh gi chuyên dụng dùng để trao đổi thông tin với CPU
- Để khởi động thao tác I/o, CPU sẽ nạp những thông tin cần thiết (tên lệnh, các tham số) vào các thanh ghi của thiết bị. DC xem xét nội dung các thanh ghi này để xác định việc cần làm
- Dữ liệu được đưa vào bộ nhớ tạm của DC
- Hoàn tất xong công việc I/O, DC sẽ gởi tín hiệu ngắt cho CPU
- CPU sẽ xử lý ngắt, động thời xem xét nội dung các thanh ghi thiết bị.
Có 2 phương thức nhập xuất: Đồng bộ (Synchronous) và Không đồng bộ (Asynchronous)

Hai loại ngắt chính:
o Tín hiệu ngắt (Interrupt Signal) từ các thiết bị (Ngắt cứng) truyền qua System Bus.
o Tín hiệu ngắt từ chương trình người dùng (Ngắt mềm) nhờ Lời gọi hệ thống (System Call hay Monitor Call). Lệnh đặc biệt này (ví dụ có tên INT hoặc SysCall) là cơ chế để tiến trình người dùng yêu cầu một dịch vụ của HĐH (ví dụ, yêu cầu thực hiện lệnh I/O).
Với mỗi loại ngắt, có đoạn mã riêng của HĐH dùng để xử lý.
Các HĐH hiện đại được dẫn dắt bởi các sự kiện. Nếu không có tiến trình nào vận hành, không có thiết bị I/O nào làm việc, HĐH im lặng chờ và theo dõi.
Thông thường, mỗi loại ngắt tương ứng với 1 dòng trong bảng (Véc-tơ ngắt) chứa con trỏ (Pointer) tới chương trình xử lý loại ngắt đó. Bảng này nằm ở vùng thấp của RAM (ví dụ: 100 bytes đầu tiên).
Cơ chế xử lý ngắt phải có trách nhiệm ghi lại địa chỉ lệnh bị ngắt để sau đó có thể quay lại. Địa chỉ này cùng với nhiều thông tin khác có thể được ghi vào Ngăn xếp hệ thống (System Stack) với nguyên tắc làm việc LIFO ( Last-In, First-Out ).

- Hệ điều hành hiện đại dùng cơ chế Dual-Mode để duy trì 2 chế độ là User Mode và Monitor Mode (còn gọi là Supervisor Mode, System Mode hoặc Privileged Mode) để bảo vệ hệ thống và các tiến trình đang vận hành.

- Một Mode Bit được đưa vào phần cứng của máy để chỉ báo chế độ làm việc hiện hành: 0 - Monitor Mode, 1 - User Mode.

- Khi xảy ra ngắt, phần cứng chuyển từ User Mode sang Monitor Mode bằng cách đặt Mode Bit thành 0.

- Hệ điều hành đặt Mode Bit bằng 1 trước khi trả điều khiển về tiến trình người dùng.

- Một số lệnh máy chỉ thực hiện được trong Monitor Mode (Các lệnh ưu tiên).

- Tiến trình người dùng có thể gián tiếp thực hiện các lệnh ưu tiên qua Lời gọi hệ thống (System Call).

- MS-DOS không có Dual-Mode.

- Bộ xử lý Pentium hỗ trợ Mode bit, do đó các HĐH Windows 2000/XP/2003/Vista và OS/2 tận dụng được tính năng này để bảo vệ máy tính tốt hơn.

Cache là bộ nhớ đệm của CPU, cache nằm trong CPU ngay cạnh lõi xử lý. CPU muốn đọc hay ghi một vị trí trên Ram thì trước hết nó sẽ tìm trong L1 cache xem có sẵn dữ liệu đó không nếu không nó sẽ tìm trong các bộ nhớ cache còn lại. Cache giúp giảm tình trạng thắt nút cổ chai giữa ram và cpu.
Cache memory Là loại memory có dung lượng rất nhỏ (thường nhỏ hơn 1MB) và chạy rất lẹ (gần như tốc độ của CPU). Thông thường thì Cache memory nằm gần CPU và có nhiệm vụ cung cấp những data thường (đang) dùng cho CPU. Sự hình thành của Cache là một cách nâng cao hiệu quả truy cập thông tin của máy tính mà thôi. Những thông tin bạn thường dùng (hoặc đang dùng) thường được chứa trong Cache, mỗi khi xử lý hay thay đổi thông tin, CPU sẽ dò trong Cache memory trước xem có tồn tại hay không, nếu có nó sẽ lấy ra dùng lại còn không thì sẽ tìm tiếp vào RAM hoặc các bộ phận khác.
Ví dụ: nếu mở Microsoft Word lên lần đầu tiên sẽ thấy hơi lâu nhưng mở lên lần thứ nhì thì lẹ hơn rất nhiều vì trong lần mở thứ nhất các lệnh (instructions) để mở Microsoft Word đã được lưu giữ trong Cache, CPU chỉ việc tìm nó và xài lại thôi.

Lý do Cache memory nhỏ là vì nó rất đắt tiền và chế tạo rất khó khăn bởi nó gần như là CPU (về cấu thành và tốc độ). Thông thường Cache memory nằm gần CPU, trong nhiều trường hợp Cache memory nằm trong con CPU luôn. Người ta gọi Cache Level 1 (L1), Cache level 2 (L2)...là do vị trí của nó gần hay xa CPU. Cache L1 gần CPU nhất, sau đó là Cache L2...
=>cache rất gần với CPU, tốc độ truy xuất rất nhanh ( nhanh hơn RAM rất nhiều) => Dỡ tốn công và thời gian truy xuất, Sẽ tăng được tốc độ truy xuất của CPU rất nhiều, thường thì CPU sẽ vào cache tìm và truy xuất nếu có trước khi vào ram và bộ nhớ ngoài truy xuất.

Mục đích của nguyên tắc Caching
 Là nguyên tắc quan trọng của hệ thống máy tính.
 Thông tin từ RAM có thể được cơ chế phần cứng đưa vào bộ nhớ nhanh hơn gọi là Cache. Khi CPU cần chính thông tin đó, không cần phải truy xuất RAM, mà lấy ngay từ Cache.
 Loại bộ nhớ này không do HĐH quản lý và cấp phát.
 Thực tế, RAM (Bộ nhớ Sơ cấp) là loại Cache nhanh so với đĩa cứng (Bộ nhớ thứ cấp) và HĐH có chức năng quản lý sự lưu chuyển dữ liệu giữa 2 loại bộ nhớ này
Ví dụ minh họa nguyên lý lưu gần từ đời thường :
Giếng nước : nếu ở trên cao nhà khá xa nguồn nước thì người ta thường bơm nước vào bể nước hoặc thùng gần nhà để mỗi khi cần sẽ lại thùng hay bề lấy cho nhanh và tiện, vừa đỡ tốn thời gian...

Trong điện toán, hạt nhân là thành phần trung tâm của phần lớn hệ điều hành máy tính. Nó là cầu nối giữa ứng dụng và thực sự dữ liệu được xử lý bởi phần cứng. Nhiệm vụ chính của hạt nhân là quản lý tài quyên của hệ thống. Thường thì thành phần cơ bản của hệ điều hành, một hạt nhân sẽ đưa ra một lớp trừu tượng cho tài nguyên mà ứng dụng sẽ sử dụng để thực hiện chức năng. Nó thường tạo dựng những cơ sở này cung ứng cho tiến trình ứng dụng thông qua thông tin giữa các tiến trình và hàm hệ thống.

Mục đích chính của hạt nhân là quản lý tài nguyên máy tính và cho phép những chuơng trình khác chạy và sử dụng những tài nguyên này. Bình thường, tài nguyên này bao gồm :
Bộ vi xử lý, đây là thành phần trung tâm của hệ thống máy tính, có trách nhiệm thực thi chương trình. Hạt nhân có trách nhiệm quyết định tại thời điểm nào, chuơng trình đang chạy nào được thực thi.
Bộ nhớ máy tính. Bộ nhớ được sử dụng để lưu chương trình và dữ liệu. Hạt nhân sẽ quyết định vùng nhớ nào mà một tiến trình được phép sử dụng, và xác định điều gì phải làm khi không đủ bộ nhớ.
Bất cứ thiết bị xuất/nhập có trong máy tính, như bàn phím, chuột, đĩa, máy in, màn hình v.v.... Hạt nhân sẽ phân bổ yêu cầu từ phần mềm đến để thực hiện xuất/nhập đến thiết bị phù hợp và cung cấp phương pháp thuận tiện sử dụng thiết bị

- Synchronous:
+ Nhập xuất đồng bộ (nhập xuất có chờ).
+ Tiến trình người dùng chờ đến khi I/O kết thúc rồi mới thực hiện tiếp.
+ VD: Nhập dữ liệu từ bàn phím.
- Asynchorous:
+ Nhập xuất không đồng bộ (nhập xuất không chờ).
+ Tiến trình người dùng làm việc đồng thời song song với I/O .
VD: Máy in.

- Để tiến trình người dùng không can thiệt được vào vùng nhớ của HĐH và của các tiến trình khác, thường sử dụng 2 thanh ghi: Thanh ghi cơ sở (Base Register) và Thanh ghi giới hạn (Limit Register).
- Chỉ có HĐH mới có thể sửa được nội dung 2 thanh ghi này.
Hình vẽ:

_ Hai loại ngắt chính:
+ Tín hiệu ngắt (Interrupt Signal) từ các thiết bị (Ngắt cứng) truyền qua System Bus.
+ Tín hiệu ngắt từ chương trình người dùng (Ngắt mềm) nhờ Lời gọi hệ thống (System Call hay Monitor Call). Lệnh đặc biệt này (ví dụ có tên INT hoặc SysCall) là cơ chế để tiến trình người dùng yêu cầu một dịch vụ của HĐH (ví dụ, yêu cầu thực hiện lệnh I/O).
_ Với mỗi loại ngắt, có đoạn mã riêng của HĐH dùng để xử lý.
_ Các HĐH hiện đại được dẫn dắt bởi các sự kiện. Nếu không có tiến trình nào vận hành, không có thiết bị I/O nào làm việc, HĐH im lặng chờ và theo dõi.
_ Thông thường, mỗi loại ngắt tương ứng với 1 dòng trong bảng (Véc-tơ ngắt) chứa con trỏ (Pointer) tới chương trình xử lý loại ngắt đó. Bảng này nằm ở vùng thấp của RAM (ví dụ: 100 bytes đầu tiên).
_ Cơ chế xử lý ngắt phải có trách nhiệm ghi lại địa chỉ lệnh bị ngắt để sau đó có thể quay lại. Địa chỉ này cùng với nhiều thông tin khác có thể được ghi vào Ngăn xếp hệ thống (System Stack) với nguyên tắc làm việc LIFO ( Last-In, First-Out ).

_ Mô hình phân cấp các loại bộ nhớ :



_ Nguyên lý lưu gần :
+ Là nguyên tắc quan trọng của hệ thống máy tính.
+ Thông tin từ RAM có thể được cơ chế phần cứng đưa vào bộ nhớ nhanh hơn gọi là Cache. Khi CPU cần chính thông tin đó,không cần phải truy xuất RAM, mà lấy ngay từ Cache.
+ Loại bộ nhớ này không do HĐH quản lý và cấp phát.
+ Thực tế, RAM là loại Cache nhanh so với đĩa cứng và HĐH có chức năng quản lý sự lưu chuyển dữ liệu giữa hai loại bộ nhớ này.

PhamQuocAnh02 (113A) đã viết:Để tiến trình người dùng không can thiệp được vào vùng nhớ của hệ điều hành và các tiến trình khác, thường sử dụng hai thanh ghi :
o Thanh ghi Cơ sở (Base register): được dùng để lưu trữ địa chỉ ô nhớ hợp lệ nhỏ nhất
o Thanh ghi Giới hạn (Limit register): lưu trữ kích thước của cả ô nhớ.
Ví dụ, nếu thanh ghi base lưu trữ giá trị 300040 và thanh ghi limit lưu trữ giá trị là 120900 thì
chương trình sẽ có thể truy cập hợp lệ vào các địa chỉ ô nhớ trong khoảng từ 300040 cho đến 420940.
Chỉ có HĐH mới có thể sửa được nội dung hai thanh ghi này. Vì thanh ghi base và limit chỉ có thể được nạp bởi hệ điều hành.
[img]

- CPU tính toán ra một địa chỉ và địa chỉ này phải được kiểm tra tính hợp lệ.
- Nếu địa chỉ nhỏ hơn giá trị lưu trong thanh ghi cơ sở thì hệ thống sẽ báo lỗi.
- Nếu địa chỉ lớn hơn hoặc bằng giá trị lưu trong thanh ghi cơ sở thì tiếp tục được kiểm tra với giá trị trong thanh ghi giới hạn cộng với giá trị trong thanh ghi cơ sở.
- Nếu địa chỉ lớn hơn hoặc bằng tổng trên thì hệ thống sẽ báo lỗi truy cập sai địa chỉ.

- Synchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình chuyển sang trạng thái chờ đến khi Nhập/Xuất hoàn tất rồi mới chạy tiếp (thực hiện lệnh kế tiếp)
Ví dụ: Khi ta tạo mới một tài liệu nhập dữ liệu từ bàn phím, khi muốn lưu lại ta phải chọn Save, sau đó đặt tên file, và chọn nơi lưu trữ. Các tiến trình đó ở trạng thái chờ tiến trình trước nhập xuất hoàn tất đã.

- ASynchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình không chờ Nhập/Xuất hoàn tất mà thực hiện ngay lệnh kế tiếp. Như vậy, tiến trình vận hành song song với công việc Nhập/Xuất.
Ví dụ: Khi ta nhập dữ liệu mới hoặc thêm vào tài liệu đã có, khi ta muốn lưu thì ta chọn Save và lúc này tiến trình vận hành song song với việc phát ra lệnh từ Save.

Nguyên lý bảo vệ bộ nhớ chính bằng thanh ghi cơ sở và thanh ghi giớ hạn
- Để tiến trình người dùng không can thiệp được vào vùng nhớ của hệ điều hành và các tiến trình khác, thường sử dụng hai thanh ghi :
. Thanh ghi Cơ sở (Base register): được dùng để lưu trữ địa chỉ ô nhớ hợp lệ nhỏ nhất
. Thanh ghi Giới hạn (Limit register): lưu trữ kích thước của cả ô nhớ.
Ví dụ, nếu thanh ghi base lưu trữ giá trị 300040 và thanh ghi limit lưu trữ giá trị là 120900 thì chương trình sẽ có thể truy cập hợp lệ vào các địa chỉ ô nhớ trong khoảng từ 300040 cho đến 420940.
- Chỉ có HĐH mới có thể sửa được nội dung hai thanh ghi này. Vì thanh ghi base và limit chỉ có thể được nạp bởi hệ điều hành

Như ta đã biết Bộ nhớ là thiết bị nhớ có thể ghi và chứa thông tin. Mỗi loại thì lại có dung lượng, tốc độ truy cập, cổng giao tiếp khác nhau.
Bộ nhớ được phân ra 16 loại như sau: (sao nhiều vậy nhỉ Rolling Eyes )
1. ROM (Read Only Memory)
Ðây là loại bộ nhớ dùng trong các hãng sãn xuất là chủ yếu. Nó có đặc tính là
thông tin lưu trữ trong ROM không thể xoá được và không sửa được, thông tin sẽ được
lưu trữ mãi mãi. Nhưng ngược lại ROM có bất lợi là một khi đã cài đặt thông tin vào rồi
thì ROM sẽ không còn tính đa dụng. Ví dụ điển hình là các con "chip" trên motherboard
hay là BIOS ROM để vận hành khi máy tính vừa khởi động.
2. PROM (Programmable ROM)
Mặc dù ROM nguyên thủy là không ghi hay xóa được, nhưng các thế hệ sau của
ROM đã đa dụng hơn như PROM. Các hãng sản xuất có thể cài đặt lại ROM bằng cách
dùng các loại dụng cụ đặc biệt và đắt tiền. Thông tin có thể cài đặt vào chip và nó sẽ lưu
lại mãi trong chip. Một đặc điểm lớn nhất của loại PROM là thông tin chỉ cài đặt một lần
mà thôi. CD cũng có thể được gọi là PROM vì chúng ta có thể lưu trữ thông tin vào nó
chỉ một lần duy nhất và không thể xoá được.
3. EPROM (Erasable Programmable ROM)
Một dạng cao hơn PROM là EPROM, tức là ROM có thể xoá và ghi lại được.
EPROM khác PROM ở chỗ là thông tin có thể được viết và xoá nhiều lần theo ý người sử
dụng, và phương pháp xoá là phần cứng (dùng tia hồng ngoại).
4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)
Ðây là một dạng cao hơn EPROM, đặt điểm khác biệt duy nhất so với EPROM là
có thể ghi và xoá thông tin lại nhiều lần bằng phần mềm.
5. RAM (Random Access Memory)
RAM là thế hệ kế tiếp của ROM, cả RAM và ROM đều là bộ nhớ truy xuất ngẫu
nhiên, tức là dữ liệu được truy xuất không cần theo thứ tự. Tuy nhiên ROM chạy chậm
hơn RAM rất nhiều. Thông thường ROM cần trên 50ns để xử lý dữ liệu trong khi đó
RAM cần dưới 10ns.
6. SRAM (Static RAM) và DRAM (Dynamic RAM)
SRAM (RAM tĩnh) là loại RAM lưu trữ dữ liệu không cần cập nhật thường xuyên
trong khi DRAM là loại RAM cần cập nhật dữ liệu thường xuyên. Thông thường dữ liệu
trong DRAM sẽ được làm tươi (refresh) nhiều lần trong một giây để giữ lại những thông
tin đang lưu trữ, nếu không thì dữ liệu trong DRAM cũng sẽ bị mất do hiện tượng rò rỉ
điện tích của các tụ điện. Các khác biệt của SRAM so với DRAM:
- Tốc độ của SRAM lớn hơn DRAM do không phải tốn thời gian refresh..
- Chế tạo SRAM tốn kém hơn DRAM nên thông thường sử dụng DRAM để
hạ giá thành sản phẩm.
7. FPM - DRAM (Fast Page Mode DRAM)
Là một dạng cải tiến của DRAM, về nguyên lý thì FPM - DRAM sẽ chạy nhanh
hơn DRAM do cải tiến cách dò địa chỉ trước khi truy xuất dữ liệu. FPM - DRAM hầu như
không còn sản xuất trên thị trường hiện nay nữa.
8. EDO - DRAM (Extended Data Out DRAM)
Là một dạng cải tiến của FPM - DRAM, nó truy xuất nhanh hơn FPM - DRAM
nhờ một số cải tiến cách dò địa chỉ trước khi truy cập dữ liệu. Tuy nhiên, EDO - DRAM
là cần hỗ của chipset hệ thống. Loại bộ nhớ nầy chạy với máy 486 trở lên (tốc độ dưới
75MHz). EDO DRAM cũng đã quá cũ so với kỹ thuật hiện nay, tốc độ của EDO-DRAM
nhanh hơn FPM-DRAM từ 10 - 15%.
9. BDEO-DRAM (Burst Extended Data Out DRAM)
Là thế hệ sau của EDO DRAM, dùng kỹ thuật đường ống (pipeline) để rút ngắn
thời gian dò địa chỉ.
10. SDRAM (Synchronous DRAM)
Ðây là một loại RAM có nguyên lý chế tạo khác hẳn với các loại RAM trước.
Đồng bộ (synchronous) là một khái niệm rất quan trọng trong lĩnh vực số. RAM hoạt
động do một bộ điều khiển xung nhịp (clock memory), dữ liệu sẽ được truy xuất hay cập
nhật mỗi khi clock chuyển từ logic 0 sang 1, đồng bộ có nghĩa là ngay lúc clock nhảy từ
logic 0 sang 1 chứ không hẳn là chuyển sang logic 1 hoàn toàn (tác động bằng cạnh
xung). Do kỹ thuật này, SDRAM và các thế hệ sau có tốc độ cao hơn hẳn các loại DRAM
trước, đạt tốc độ 66, 100, 133 MHz.
11. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
Ðây là loại bộ nhớ cải tiến từ SDRAM. Nó nhân đôi tốc độ truy cập của SDRAM
bằng cách dùng cả hai quá trình đồng bộ khi clock chuyển từ logic 0 sang 1 và từ logic 1sang 0 (dùng cả cạnh âm và cạnh dương). Loại RAM này được CPU Intel và AMD hỗ trợ,
tốc độ vào khoảng 266 MHz. (DDR-SDRAM đã ra đời trong năm 2000)
12. DRDRAM (Direct Rambus DRAM)
Hệ thống Rambus (tên hãng chế tạo) có nguyên lý và cấu trúc chế tạo hoàn toàn
khác loại SDRAM truyền thống. Bộ nhớ sẽ được vận hành bởi một hệ thống phụ gọi là
kênh truyền Rambus trực tiếp (direct Rambus channel) có độ rộng bus 16 bit và một xung
clock 400MHz (có thể lên tới 800MHz). Theo lý thuyết thì cấu trúc mới nầy sẽ có thể trao
đổi dữ liệu với tốc độ 400MHz x 16 bit = 400MHz x 2 bytes = 800 MBps. Hệ thống
Rambus DRAM cần một chip serial presence detect (SPD) để trao đổi với motherboard.
Ta thấy kỹ thuật mới nầy dùng giao tiếp 16 bit, khác hẳn với cách chế tạo truyền thống là
dùng 64 bit cho bộ nhớ nên kỹ thuật Rambus cho ra đời loại chân RIMM (Rambus Inline
Memory Module), khác so với bộ nhớ truyền thống. Loại RAM này chỉ được hỗ trợ bởi
CPU Intel Pentum IV, tốc độ vào khoảng 400 – 800 MHz
13. SLDRAM (Synchronous - Link DRAM)
Là thế hệ sau của DRDRAM, thay vì dùng kênh Rambus trực tiếp 16 bit và tốc độ
400MHz, SLDRAM dùng bus 64 bit chạy với tốc độ 200MHz. Theo lý thuyết thì hệ
thống mới có thể đạt được tốc độ 200MHz x 64 bit = 200MHz x 8 bytes = 1600 MBps,
tức là gấp đôi DRDRAM. Ðiều thuận tiện là là SLDRAM được phát triển bởi một nhóm
20 công ty hàng đầu về vi tính cho nên nó rất da dụng và phù hợp nhiều hệ thống khác
nhau.
14. VRAM (Video RAM)
Khác với bộ nhớ trong hệ thống, do nhu cầu về đồ hoạ ngày càng cao, các hãng
chế tạo card đồ họa đã chế tạo VRAM riêng cho video card của họ mà không cần dùng bộ
nhớ của hệ thống chính. VRAM chạy nhanh hơn vì ứng dụng kỹ thuật Dual Port nhưng
đồng thời cũng đắt hơn rất nhiều.
15. SGRAM (Synchronous Graphic RAM)
Là sản phẩm cải tiến của VRAM, nó sẽ đọc và viết từng block thay vì từng mảng
nhỏ.
16. Flash Memory
Là sản phẩm kết hợp giữa RAM và đĩa cứng, bộ nhớ flash có thể chạy nhanh như
SDRAM mà và vẫn lưu trữ được dữ liệu khi không có nguồn cung cấp

-Là nguyên tắc quan trọng của hệ thống máy tính.
-Thông tin từ Ram có thể đc cơ chế phần cứng đưa vào bộ nhớ nhanh hơn gọi là Cache. Khi CPU cần chính thông tin đó, không cần phải truy xuất RAM, mà lấy ngay từ Cache.
-Loại bộ nhớ này không do HĐH quản lý và cấp phát mà do CPU quản lý.
-Thực tế,Ram là loại Cache nhanh so với đĩa cứng HDD và HĐH có chức năng quản lý sự lưu chuyển giữa 2 bộ nhớ này.
VD: 1. Dowload các phim online về máy tính từ đó truy xuất và sử dụng sẻ nhanh hơn là xem online.
2.Khi mở trình duyệt web và truy cập vào website thì nó sẽ lưu thông tin trang web, Khi chúng ta truy cập lại các trang web này, đánh địa chỉ trang web vào thanh toolbar thì tự động xuất hiện địa chỉ trang website do ta đã truy cập 1 lần và nó lưu lại thông tin(Cache).

* Hai loại nhắt chính :
- Tín hiệu ngắt (Internal Singal) từ các thiết bị (ngắt cứng) truyền qua System Bus.
- Tín hiệu ngắt từ chương trình người dùng (ngắt mếm) nhờ lời gọi hệ thống (System Call hay Monitor Call). Lệnh đặc biệt này (ví dụ có tên INT hoặc SysCall) cơ chế để tiến trình người dùng yêu cầu một dịch vụ của HĐH (ví dụ yêu cầu thực hiện lệnh I/O).
* Với mỗi loại ngắt, có đoạn mã riêng của HĐH dùng để xử lý.
* Các HĐH hiện đại được dẩn dắt bởi các sự kiện. Nế ko có tiến trình nào vận hành, ko có thiết bị I/O nào làm việc, HĐH chờ và theo dõi.
* Thông thường mỗi loại ngắt ứng với một dòng trong bản (Véc-tơ ngắt)chứa con trỏ (Pointer) tới chương trình xử lý loại ngắt đó. Bảng này nằm ở vùng thấp của Ram (ví dụ 100 bytes đầu tiên).
* Cơ chế xử lý ngắt phải có trách nhiệm ghi lại địa chỉ lệnh bị ngắt để sau đó có thể quay lại. Địa chỉ này cùng với nhiều thông tin khác có thể được ghi vào Ngăn xếp hệ thống (System Stack) với nguyên tắc làm việc LIFO(Last-In,First-Out).

Tại thời điểm T1, đang có yêu cầu nhập xuất từ I/O1 và đang ở trạng thái chờ xử lý, đến thời điểm T2 I/O1 đang được xử lý cho đến T3 thì kết thúc và đang có yêu cầu nhập xuất từ I/O2 và đang ở trạng thái chờ xử lý, vào thời điểm T4 I/O2 đang được xử lý cho đến hết T4 và thì kết thúc

- Là nguyên tắc quan trọng của hệ thống máy tính.
- Thông tin từ RAM có thể được cơ chế phần cứng đưa vào bộ nhớ nhanh hơn gọi là Cache. Khi CPU cần chính thông tin đó,không cần phải truy xuất RAM, mà lấy ngay từ Cache.
- Loại bộ nhớ này không do HĐH quản lý và cấp phát.
-Thực tế, RAM là loại Cache nhanh so với đĩa cứng và HĐH có chức năng quản lý sự lưu chuyển dữ liệu giữa hai loại bộ nhớ này.

Có 2 loại chính ngắt chính;
- Ngắt cứng: Tín hiệu ngắt (Interrupt Signal) từ các thiết bị truyền qua System Bus =>được phát ra từ thiết bị phần cứng.
- Ngắt mềm: Tín hiệu ngắt từ chương trình người dùng ( nhờ lời gọi hệ thống (System Call hay Monitor Call) lệnh đặc biệt này (ví dụ có tên INT hoặc SysCall) là cơ chế để tiến trình người dùng yêu cầu một dịch vụ của hệ điều hành (ví dụ yêu cầu thực hiện lệnh I/O). => được phát ra từ chương trình người dùng.
+ Với mỗi loại ngắt, thì có đoạn mã riêng của HĐH dùng để xử lý.
+ Các HĐH hiện đại: được dẫn dắt bởi các sự kiện. Nếu không có tiến trình nào vận hành, không có thiết bị I/O nơi làm việc thì HĐH im lặng chờ và theo dõi.
+ Thông thường mỗi loại ngắt tương ứng với từng dòng trong bảng (Vecto ngắt) chứa con trỏ (Pointer) tới chương trình xử lý loại.

- Synchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình chuyển sang trạng thái chờ đến khi Nhập/Xuất hoàn tất rồi mới chạy tiếp (thực hiện lệnh kế tiếp)
Ví dụ: Khi ta tạo mới một tài liệu nhập dữ liệu từ bàn phím, khi muốn lưu lại ta phải chọn Save, sau đó đặt tên file, và chọn nơi lưu trữ. Các tiến trình đó ở trạng thái chờ tiến trình trước nhập xuất hoàn tất đã.

- ASynchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình không chờ Nhập/Xuất hoàn tất mà thực hiện ngay lệnh kế tiếp. Như vậy, tiến trình vận hành song song với công việc Nhập/Xuất.
Để chứng minh điều đó, hãy xem hình vẽ sau:
Ví dụ: Khi ta nhập dữ liệu mới hoặc thêm vào tài liệu đã có, khi ta muốn lưu thì ta chọn Save và lúc này tiến trình vận hành song song với việc phát ra lệnh từ Save.

Điền từ thích hợp vào chấm hỏi? (0,5d)
- Kilo => Mega => Giga => Tera => ? => ? => ? => ?
- Milli => Micro =>Nano => Pico => ? => ? => ? => ?
TL:
- Kilo => Mega => Giga => Tera => Peta => Exa => Zetta => Yotta.
- Milli => Micro =>Nano => Pico => Femto => Atto => Zepto => Yocto.

- Synchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình chuyển sang trạng thái chờ đến khi Nhập/Xuất hoàn tất rồi mới chạy tiếp (thực hiện lệnh kế tiếp)
Ví dụ: Khi ta tạo mới một tài liệu nhập dữ liệu từ bàn phím, khi muốn lưu lại ta phải chọn Save, sau đó đặt tên file, và chọn nơi lưu trữ. Các tiến trình đó ở trạng thái chờ tiến trình trước nhập xuất hoàn tất đã.

- ASynchronous I/O: Sau khi phát ra lệnh Nhập/Xuất, tiến trình không chờ Nhập/Xuất hoàn tất mà thực hiện ngay lệnh kế tiếp. Như vậy, tiến trình vận hành song song với công việc Nhập/Xuất.
Để chứng minh điều đó, hãy xem hình vẽ sau:
Ví dụ: Khi ta nhập dữ liệu mới hoặc thêm vào tài liệu đã có, khi ta muốn lưu thì ta chọn Save và lúc này tiến trình vận hành song song với việc phát ra lệnh từ Save.