Giáo trình môn học Hệ điều hành: Phần 2

Nối tiếp nội dung phần 1 giáo trình môn học "Hệ điều hành", phần 2 giới thiệu tới người học các kiến thức: Deadlock, quản lý bộ nhớ, bộ nhớ ảo, quản lý tập tin, cài đặt hệ thống tập tin, quản lý hệ thống nhập xuất. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình môn học Hệ điều hành: Phần 2 Ĉҥi Hӑc Cҫn Thѫ - Khoa Công NghӋ Thông Tin - Giáo Trình HӋ ĈiӅu Hành – V1.0 DEADLOCK I Mөc ÿích Sau khi hӑc xong chѭѫng này, ngѭӡi hӑc nҳm ÿѭӧc nhӳng kiӃn thӭc sau: x HiӇu mô hình hӋ thӕng vӅ deadlock x HiӇu các ÿһc ÿiӇm cӫa deadlock x HiӇu các phѭѫng pháp quҧn lý deadlock x HiӇu cách ngăn chһn deadlock x HiӇu cách tránh deadlock x HiӇu cách phát hiӋn deadlock x HiӇu cách phөc hӗi tӯ deadlock II Giӟi thiӋu Trong môi truӡng ÿa chѭѫng, nhiӅu quá trình có thӇ cҥnh tranh mӝt sӕ giӟi hҥn tài nguyên. Mӝt quá trình yêu cҫu tài nguyên, nӃu tài nguyên không sҷn dùng tҥi thӡi ÿiӇm ÿó, quá trình ÿi vào trҥng thái chӡ. Quá trình chӡ có thӇ không bao giӡ chuyӇn trҥng thái trӣ lҥi vì tài nguyên chúng yêu cҫu bӏ giӳ bӣi nhӳng quá trình ÿang chӡ khác. Trѭӡng hӧp này ÿѭӧc gӑi là deadlock (khoá chӃt). Trong chѭѫng này chúng ta sӁ mô tҧ các phѭѫng pháp mà hӋ ÿiӅu hành có thӇ dùng ÿӇ ngăn chһn hay giҧi quyӃt deadlock. Hҫu hӃt các hӋ ÿiӅu hành không cung cҩp phѭѫng tiӋn ngăn chһn deadlock nhѭng nhӳng ÿһc ÿiӇm này sӁ ÿѭӧc thêm vào sau ÿó. Vҩn ÿӅ deadlock chӍ có thӇ trӣ thành vҩn ÿӅ phә biӃn, xu hѭӟng hiӋn hành gӗm sӕ lѭӧng lӟn quá trình, chѭѫng trình ÿa luӗng, nhiӅu tài nguyên trong hӋ thӕng và ÿһc biӋt các tұp tin có ÿӡi sӕng dài và nhӳng máy phөc vө cѫ sӣ dӳ liӋu hѫn là các hӋ thӕng bó. III Mô hình hӋ thӕng Mӝt hӋ thӕng chӭa sӕ tài nguyên hӳu hҥn ÿѭӧc phân bә giӳa nhiӅu quá trình cҥnh tranh. Các tài nguyên này ÿѭӧc phân chia thành nhiӅu loҥi, mӛi loҥi chӭa mӝt sӕ thӇ hiӋn xác ÿӏnh. Không gian bӝ nhӟ, các chu kǤ CPU và các thiӃt bӏ nhұp/xuҩt (nhѭ máy in, ÿƭa tӯ) là nhӳng thí dө vӅ loҥi tài nguyên. NӃu hӋ thӕng có hai CPUs, thì loҥi tài nguyên CPU có hai thӇ hiӋn. Tѭѫng tӵ, loҥi tài nguyên máy in có thӇ có năm thӇ hiӋn. NӃu mӝt quá trình yêu cҫu mӝt thӇ hiӋn cӫa loҥi tài nguyên thì viӋc cҩp phát bҩt cӭ thӇ hiӋn nào cӫa loҥi tài nguyên này sӁ thoҧ mãn yêu cҫu. NӃu nó không có thì các thӇ hiӋn là không xác ÿӏnh và các lӟp loҥi tài nguyên sӁ không ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa hӧp lý. Thí dө, mӝt hӋ thӕng có thӇ có hai máy in. Hai loҥi máy in này có thӇ ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa trong cùng lӟp loҥi tài nguyên nӃu không có quá trình nào quan tâm máy nào in ra dӳ liӋu. Tuy nhiên, nӃu mӝt máy in ӣ tҫng 9 và máy in khác ӣ tҫng trӋt thì ngѭӡi dùng ӣ tҫng 9 không thӇ xem hai máy in là tѭѫng tӵ nhau và lӟp tài nguyên riêng rҿ cҫn ÿѭӧc ÿӏnh nghƭa cho mӛi máy in. Mӝt quá trình phҧi yêu cҫu mӝt tài nguyên trѭӟc khi sӱ dөng nó, và phҧi giҧi phóng sau khi sӱ dөng nó. Mӝt quá trình có thӇ yêu cҫu nhiӅu tài nguyên nhѭ nó ÿѭӧc Biên soҥn: Th.s NguyӉn Phú Trѭӡng - 09/2005 Trang 113 Ĉҥi Hӑc Cҫn Thѫ - Khoa Công NghӋ Thông Tin - Giáo Trình HӋ ĈiӅu Hành – V1.0 yêu cҫu ÿӇ thӵc hiӋn tác vө ÿѭӧc gán cӫa nó. Chú ý, sӕ tài nguyên ÿѭӧc yêu cҫu không vѭӧt quá sӕ lѭӧng tәng cӝng tài nguyên sҷn có trong hӋ thӕng. Nói cách khác, mӝt quá trình không thӇ yêu cҫu ba máy in nӃu hӋ thӕng chӍ có hai. Dѭӟi chӃ ÿӝ ÿiӅu hành thông thѭӡng, mӝt quá trình có thӇ sӱ dөng mӝt tài nguyên chӍ trong thӭ tӵ sau: 1) Yêu cҫu: nӃu yêu cҫu không thӇ ÿѭӧc gán tӭc thì (thí dө, tài nguyên ÿang ÿѭӧc dùng bӣi quá trình khác) thì quá trình ÿang yêu cҫu phҧi chӡ cho tӟi khi nó có thӇ nhұn ÿѭӧc tài nguyên. 2) Sӱ dөng: quá trình có thӇ ÿiӅu hành tài nguyên (thí dө, nӃu tài nguyên là máy in, quá trình có thӇ in máy in) 3) Giҧi phóng: quá trình giҧi phóng tài nguyên. Yêu cҫu và giҧi phóng tài nguyên là các lӡi gӑi hӋ thӕng. Thí dө nhѭ yêu cҫu và giҧi phóng thiӃt bӏ, mӣ và ÿóng tұp tin, cҩp phát và giҧi phóng bӝ nhӟ. Yêu cҫu và giҧi phóng các tài nguyên khác có thӇ ÿҥt ÿѭӧc thông qua thao tác chӡ wait và báo hiӋu signal. Do ÿó, cho mӛi trѭӡng hӧp sӱ dөng, hӋ ÿiӅu hành kiӇm tra ÿӇ ÿҧm bҧo rҵng quá trình sӱ dөng yêu cҫu và ÿѭӧc cҩp phát tài nguyên. Mӝt bҧng hӋ thӕng ghi nhұn mӛi quá trình giҧi phóng hay ÿѭӧc cҩp phát tài nguyên. NӃu mӝt quá trình yêu cҫu tài nguyên mà tài nguyên ÿó hiӋn ÿѭӧc cҩp phát cho mӝt quá trình khác, nó có thӇ ÿѭӧc thêm vào hàng ÿӧi ÿӇ chӡ tài nguyên này. Mӝt tұp hӧp quá trình trong trҥng thái deadlock khi mӛi quá trình trong tұp hӧp này chӡ sӵ kiӋn mà có thӇ ÿѭӧc tҥo ra chӍ bӣi quá trình khác trong tұp hӧp. Nhӳng sӵ kiӋn mà chúng ta quan tâm chӫ yӃu ӣ ÿây là nhұn và giҧi phóng tài nguyên. Các tài nguyên có thӇ là tài nguyên vұt lý (thí dө, máy in, ÿƭa tӯ, không gian bӝ nhӟ và chu kǤ CPU) hay tài nguyên luұn lý (thí dө, tұp tin, semaphores, monitors). Tuy nhiên, các loҥi khác cӫa sӵ kiӋn có thӇ dүn ÿӃn deadlock. ĈӇ minh hoҥ trҥng thái deadlock, chúng ta xét hӋ thӕng vӟi ba ә ÿƭa tӯ. Giҧ sӱ mӛi quá trình giӳ các mӝt ә ÿƭa tӯ này. Bây giӡ, nӃu mӛi quá trình yêu cҫu mӝt ә ÿƭa tӯ khác thì ba quá trình sӁ ӣ trong trҥng thái deadlock. Mӛi quá trình ÿang chӡ mӝt sӵ kiӋn “ә ÿƭa tӯ ÿѭӧc giҧi phóng” mà có thӇ ÿѭӧc gây ra chӍ bӣi mӝt trong nhӳng quá trình ÿang chӡ. Thí dө này minh hoҥ deadlock liên quan ÿӃn cùng loҥi tài nguyên. Deadlock cNJng liên quan nhiӅu loҥi tài nguyên khác nhau. Thí dө, xét mӝt hӋ thӕng vӟi mӝt máy in và mӝt ә ÿƭa tӯ. Giҧ sӱ, quá trình Pi ÿang giӳ ә ÿƭa tӯ và quá trình Pj ÿang giӳ máy in. NӃu Pi yêu cҫu máy in và Pj yêu cҫu ә ÿƭa tӯ thì deadlock xҧy ra. Mӝt ngѭӡi lұp trình ÿang phát triӇn nhӳng ӭng dөng ÿa luӗng phҧi quan tâm ÿһc biӋt tӟi vҩn ÿӅ này: Các chѭѫng trình ÿa luӗng là ӭng cӱ viên cho vҩn ÿӅ deadlock vì nhiӅu luӗng có thӇ cҥnh tranh trên tài nguyên ÿѭӧc chia sҿ. IV Ĉһc ÿiӇm deadlock Trong mӝt deadlock, các quá trình không bao giӡ hoàn thành viӋc thӵc thi và các tài nguyên hӋ thӕng bӏ buӝc chһt, ngăn chһn các quá trình khác bҳt ÿҫu. Trѭӟc khi chúng ta thҧo luұn các phѭѫng pháp khác nhau giҧi quyӃt vҩn ÿӅ deadlock, chúng ta sӁ mô tҧ các ÿһc ÿiӇm mà deadlock mô tҧ. Biên soҥn: Th.s NguyӉn Phú Trѭӡn ...