Bài giảng Hệ điều hành phân tán

Hệ điều hành (Operating System - OS, d-ới đây viết tắt tiếng Việt là HĐH) là một hệthống các ch-ơng trình (và dữ liệu - tham số hệ thống) đ-ợc cài đặt sẵn (d-ới dạng cácfile trên đĩa từ - băng từ) thực hiện hai chức năng cơ bản:- Chức năng của một hệ thống quản trị tài nguyên: Quản trị, phân phối côngviệc cho hệ thống thiết bị để hệ thống thiết bị hoạt động hiệu quả nhất,- Chức năng của một máy tính mở rộng (máy tính ảo): Phục vụ nhu cầu đa dạngcủa ng-ời dùng một cách...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ điều hành phân tán Bài giảngHệ điều hành phân tán Bµi gi¶ng HÖ ®iÒu hµnh ph©n t¸n (PhÇn 1) Hµ Quang Thôy ch−¬ng I. C¸c nguyªn lý c¬ b¶n cña hÖ ®iÒu hµnh1.1 Sù tiÕn ho¸ cña hÖ ®iÒu hµnh hiÖn ®¹i a. Kh¸i niÖm hÖ ®iÒu hµnhHÖ ®iÒu hµnh (Operating System - OS, d−íi ®©y viÕt t¾t tiÕng ViÖt lµ H§H) lµ mét hÖthèng c¸c ch−¬ng tr×nh (vµ d÷ liÖu - tham sè hÖ thèng) ®−îc cµi ®Æt s½n (d−íi d¹ng c¸cfile trªn ®Üa tõ - b¨ng tõ) thùc hiÖn hai chøc n¨ng c¬ b¶n: - Chøc n¨ng cña mét hÖ thèng qu¶n trÞ tµi nguyªn: Qu¶n trÞ, ph©n phèi c«ngviÖc cho hÖ thèng thiÕt bÞ ®Ó hÖ thèng thiÕt bÞ ho¹t ®éng hiÖu qu¶ nhÊt, - Chøc n¨ng cña mét m¸y tÝnh më réng (m¸y tÝnh ¶o): Phôc vô nhu cÇu ®a d¹ngcña ng−êi dïng mét c¸ch tèt nhÊt.Theo c¸ch nãi cô thÓ h¬n, H§H lµ mét bé c¸c m«®un phÇn mÒm hÖ thèng ®ãng vai trßgiao diÖn gi÷a ch−¬ng tr×nh øng dông víi phÇn cøng hÖ thèng, víi môc tiªu ®¹t tíi méthÖ thèng m¸y tÝnh hiÖu qu¶, tin cËy vµ dÔ sö dông. Mét c¸ch ®¹i thÓ, tån t¹i c¸c chøcn¨ng riªng biÖt cña H§H nh− lËp lÞch lµm viÖc cña bé xö lý (hoÆc c¸c bé xö lý), phèihîp thùc hiÖn c¸c qu¸ tr×nh (QT: process) t−¬ng t¸c nhau, qu¶n lý c¸c tµi nguyªn hÖthèng (ch¼ng h¹n nh− c¸c thiÕt bÞ vµo/ra, bé nhí trong, File...) ... nh»m n©ng cao n¨nglùc ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ, duy tr× tÝnh toµn vÑn hÖ thèng, thi hµnh kh«i phôc lçi vµ cungcÊp mét giao diÖn ng−êi dïng. H§H th−êng cÊu tróc hai yªu cÇu nµy thµnh hai líp:dÞch vô hÖ thèng vµ nh©n cña H§H.DÞch vô hÖ thèng lµ nh÷ng chøc n¨ng møc cao ®−îc ch−¬ng tr×nh øng dông nhËn biÕtcßn nh©n (th−êng trùc trong bé nhí trong) chØ ®¶m b¶o nh÷ng chøc n¨ng mang tÝnh c¬b¶n nhÊt vµ phô thuéc vµo kiÕn tróc h¹ tÇng.H×nh 1.1. m« t¶ khung nh×n ®¬n gi¶n vÒ hÖ thèng m¸y tÝnh theo cÊu tróc líp. VÞ trÝ cñadÞch vô hÖ thèng trong h×nh cho thÊy vai trß quan träng cña líp nµy. Ng−êi dïng Ch−¬ng tr×nh øng dông DÞch vô hÖ thèng Nh©n PhÇn cøng m¸y tÝnh H×nh 1.1. CÊu tróc líp cña hÖ thèng m¸y tÝnh• Víi ý nghÜa ®ãng vai trß nh− mét m¸y tÝnh ¶o, theo c¸ch nh×n cña ng−êi dïng (tõ lípch−¬ng tr×nh øng dông), H§H lµ sù trõu t−îng hãa cña hÖ thèng m¸y tÝnh ®−îc tr×nhdiÔn b»ng c¸c dÞch vô hÖ thèng: H§H ®−îc chØ dÉn nh− lµ mét m¸y më réng (m¸y tÝnh¶o). Môc ®Ých cña líp dÞch vô hÖ thèng lµ nh»m che ®Ëy ®i nh÷ng chi tiÕt cña hÖ thèng(phÇn cøng vµ phÇn mÒm) ®èi víi ng−êi dïng.• Theo c¸ch nh×n cña ng−êi qu¶n trÞ hÖ thèng, dÞch vô hÖ thèng vµ nh©n ®−îc coi lµng−êi qu¶n lý tµi nguyªn. Qu¶n lý hÖ thèng tµi nguyªn (CPU, bé nhí, hÖ thèng vµo ra,file) kh«ng chØ kiÓm so¸t ®−îc t×nh tr¹ng cña c¸c tµi nguyªn mµ cßn nh»m khai th¸c - 1- Bµi gi¶ng HÖ ®iÒu hµnh ph©n t¸n (PhÇn 1) Hµ Quang ThôyhiÖu qu¶ nhÊt. Mét sè bµi to¸n ®iÓn h×nh nh− ®iÒu khiÓn bé nhí, lËp lÞch QT, ®iÒukhiÓn liªn QT, ®iÒu khiÓn file, ®iÒu khiÓn vµo ra ...M¸y tÝnh më réng vµ qu¶n lý tµi nguyªn lµ hai thuËt ng÷ chung nhÊt ®−îc dïng ®Ó x¸c®Þnh mét H§H. M¸y tÝnh më réng (trõu t−îng m¸y) lµ môc tiªu thiÕt kÕ nguyªn thñy®èi víi H§H vµ qu¶n lý tµi nguyªn gi¶i nghÜa cho viÖc thùc hiÖn môc tiªu ®ã.ThiÕt kÕ H§H truyÒn thèng th−êng b¾t ®Çu tõ yÕu tè quan träng h¬n lµ qu¶n lý tµinguyªn, trong khi ®ã thiÕt kÕ H§H hiÖn ®¹i l¹i tËp trung nhiÒu h¬n vµo yÕu tè trõut−îng m¸y. Vµ mét lÏ tÊt nhiªn lµ yÕu tè nµo lµ quan träng h¬n l¹i phô thuéc vµo sùquan t©m tõ phÝa ng−êi dïng. b. S¬ bé vÒ sù tiÐn hãa cña hÖ ®iÒu hµnhTrong m¸y tÝnh thuéc c¸c thÕ hÖ ®Çu tiªn kh«ng cã H§H. C¸c thao t¸c chän c«ng viÖc,ph©n c«ng c«ng viÖc ®Òu do thao t¸c viªn (vµ thËm chÝ ngay chÝnh ng−êi lËp tr×nh)thùc hiÖn. Theo thêi gian, n¨ng lùc cña m¸y tÝnh ®−îc n©ng cao: vÒ tèc ®é xö lý cñaCPU, vÒ dung l−îng bé nhí, vÒ hÖ thèng thiÕt bÞ ngo¹i vi, vÒ phÇn mÒm hÖ thèng còngnh− sè l−îng vµ n¨ng lùc ng−êi sö dông t¨ng tr−ëng vµ v× vËy cÇn cã mét hÖ thèngch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn tù ®éng hÖ thèng m¸y tÝnh. Nh÷ng yÕu tè thùc tÕ nh− vËy lµmn¶y sinh nh÷ng ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt cho viÖc xuÊt hiÖn c¸c H§H ®¬n gi¶n.LÞch sö tiÕn hãa cña H§H tr×nh diÔn mét qu¸ tr×nh chuyÓn hãa tõng b−íc trong viÖcthiÕt kÕ, tõ nhÊn m¹nh chøc n¨ng qu¶n trÞ tµi nguyªn sang nhÊn m¹nh chøc n¨ng m¸ytÝnh më réng. Theo m« h×nh trong h×nh 1.1. th× ®iÒu ®ã ®−îc thÓ hiÖn viÖc chuyÓn hãatõ nhÊn m¹nh nh©n sang nhÊn m¹nh c¸c dÞch vô hÖ thèng.Theo lÞch sö tiÕn hãa, H§H hiÖn ®¹i ®−îc ph©n ra thµnh 4 thÕ hÖ: H§H truyÒn thèng(tËp trung), hÖ ®iÒu m¹ng, H§H ph©n t¸n vµ hÖ tù trÞ céng t¸c. ThÕ hÖ gÇn ®©y nhÊt (hÖtù trÞ céng t¸c) chó träng thiÕt kÕ c¸c øng dông ph©n t¸n trong m«i tr−êng hÖ thèng më(bao gåm c¸c thµnh phÇn hÖ thèng hçn t¹p ®−îc tÝch hîp mÒm dÎo vµ cã tÝnh kh¶chu ...