Ôn Thi Hệ Điều Hành

 

Lý Thuyết

Câu 1: So sánh hệ tống tập tin của FAT và cấu trúc tập tin Ext của hệ điều hành Unix?

Câu 2:(câu 1 giáo trình trang 11) Trình bày các khái niệm hệ điều hành?

Hệ điều hành là một chương trình được xem như trung gian giữa người sử dụng máy tính và phần cứng máy tính với mục đích thực hiện các chương trình giúp cho người dùng sử dụng máy tính dễ dàng hơn, sử dụng phần cứng một cách có hiệu quả.

Hệ điều hành là một phần quan trọng của hệ thống máy tính. Một hệ thống máy tính thường bao gồm các phần: phần cứng, hệ điều hành, các chương trình ứng dụng và người sử dụng.

- Phần cứng: Bao gồm tài nguyên cơ bản của máy tính (CPU, memory, I/O

devices).

- Hệ điều hành: Điều khiển và kết hợp sử dụng phần cứng trong các ứng dụng khác nhau của nhiều người dùng khác nhau.

- Các chương trình ứng dụng: Sẽ sử dụng tài nguyên hệ thống để giải quyết vấn đề của người sử dụng (Trình biên dịch, hệ thống cơ sở dữ liệu, games,chương trình thương mại).

- Người sử dụng: Người, các máy tính khác.

Hệ điều hành cũng có thể được xem là bộ cấp phát tài nguyên: Thực hiện quản lý và cấp phát tài nguyên của máy tính cho các chương trình ứng dụng.

 Hệ điều hành Điều khiển chương trình: Thực hiện điều khiển thực hiện các chương trình người sử dụng và các hoạt động của thiết bị nhập, xuất.

Hệ điều hành còn được gọi là Kernel (nhân): Đây là các phần cốt lõi của chương trình, thường trú trong bộ nhớ, và thực hiện hầu hết các nhiệm vụ điều hành chính.

Câu 3: (câu 2 giáo trình trang 11)Trình bày khái niệm hệ điều hành đa nhiệm? Sự khác nhau giữa hệ điều hành đa chương và hệ điều hành đa nhiệm?Ngày nay một hệ điều hành được thiết kế phải là những loại hệ điều hành nào?

Ngày nay một hệ điều hành được thiết kế phải là một hệ điều hành đa nghiệm.hệ điều hành giao diện Desktop

Câu 4: (câu 1 giáo trình trang 22) Khi xây dựng một hệ điều hành phải bao gồm những thành phần nào? Trình bày các chức năng của các thành phần đó? Liệt kê các thành phần không thể thiếu được của một hệ điều hành đa nhiệm?

Khi xây dựng một hệ điều hành phải bao gồm 7  phần đó là :

    -     Quản lý tiến trình: Tạo, huỷ tiến trình của người sử dụng và của hệ thống:Ngưng và cho phép chạy lại các tiến trình.Cung cấp cơ chế : Đồng bộ hóa tiến trình, truyền thông giữa các tiến trình, kiểm soát deadlock

 -    Quản lý bộ nhớ chính : Vai trò quản lý bộ nhớ chính trong hệ điều hành:lưu trữ thông tin các vùng nhớ hiện được sử dụng bởI ai,quyết định tiến trình nào được nạp vào bộ nhớ khi bộ nhớ có chỗ trống.cấp phát và thu hồi bộ nhớ khi cần thiết.

 -    Quản lý tập tin:Vai trò quản lý file trong hệ điều hành:tạo và xóa file, tạo và xoá thư mục, cung cấp các thao tác trên file và thư mục, ánh xạ file vào hệ thống lưu trữ phụ, backup tập tin trên các thiết bị lưu trữ

 -    Quản lý hệ thống nhập xuất: Một trong những mục tiêu của hệ điều hành là che dấu những đặc thù của thiết bị phần cứng đối với người sử dụng thay vào đó là một lớp thân thiện hơn, người sử dụng dễ thao tác hơn, một hệ thống nhập/ xuất bao gồm: hệ thống buffer-caching, giao tiếp thiết bị bộ điều khiển cho các thiết bị phần cứng

 -     Quản lý hệ thống lưu trữ phụ: Vai trò quản lý đĩa trong hệ điều hành:quản lý nhớ còn trống, cấp phát lưu trữ, Lập lịch đĩa

    -     Quản lý hệ thống bảo vệ: Bảo vệ truy cập bởi các chương trình, các tiến trình, hoặc người sử dụng. Cơ chế bảo vệ phải là: phân biệt giữa cho phép hay không được phép. Chỉ rõ điều khiển bị lợi dụng. Cung cấp các biện pháp phải tuân thủ.

    -     Quản lý hệ thống dòng lệnh: Chức năng hệ thống dòng lệnh là lấy lệnh kế tiếp và thi hành. Các lệnh có quan hệ với việc tạo và quản lý các tiến trình, kiểm soát nhập xuất, quản lý bộ lưu trữ phụ, quản lý bộ nhớ chính, truy xuất hệ thống tập tin và cơ chế bảo vệ.

Câu 5:(Câu 3 giáo trình trang 23) Lời gọi hệ thống được cài đặt trong hệ điều hành bằng kỹ thuật gì? Việc truyền tham số cho lời gọi hệ thống bằng kỹ thuật nào? Trình bày kỹ thuật đó cho việc truyền tham trị và tham biến?

  -    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.Truyền tham số qua các thanh ghi. Lưu trữ các tham số trong một bảng trong bộ nhớ và địa chỉ của bảng được truyền qua tham số vào thanh ghi. 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

Câu 6: (Câu 4 giáo trình trang 23) Trình bày quá trình hệ điều hành được khởi động trên một hệ thống máy tính?Nếu sector đầu tiên trên ổ đĩa bị hỏng thì việc cài đặt hệ điều hành lên ổ đĩa đó có được thực hiện không? Giải thích?

Khi bật máy, chương trình Bootstrap – (là đoạn mã lưu trữ trong ROM) được thi hành để kiểm tra các thiết bị máy tính có hoạt động tốt không. Nếu mọi thiết bị đầu sẵn sàng thì chương trình này đọc bootsector (đĩa mềm) hay masterboot (đĩa cứng) vào bộ nhớ tại địa chỉ 0:7C00h và trao quyền điều khiển tại đây.Trong bootsector bao gồm bảng tham số đĩa để mô tả tổ chức vật lý và tổ chức logic trên đĩa và một chương trình mồi hệ điều hành.Từ đó chương trình mồi hệ điều hành trong bootsector sẽ nạp các phần còn lại của hệ điều hành (kernel) vào bộ nhớ và hệ điều hành bắt đầu hoạt động.

Masterboot là sector đầu tiên trên đĩa cứng vật lý và bao gồm một bảng mô tả các partition hiện có trên đĩa như là sector bắt đầu, sector kết thúc, thuộc tính của các partition tương ứng. Ngoài ra masterboot còn chứa một đoạn chương trình thực hiện đọc bảng tham số partition để xác định partition active. Từ đó nạp bootsector của partition active đó vào bộ nhớ và chuyển quyền điều khiển cho chương trình mồi hệ điều hành trong bootsector.

Câu 7: (Câu 5 giáo trình trang 23) Trên một ổ đĩa cứng có thể thể cài đặt được nhiều hệ điều hành không? Vì sao?

 Một đĩa cứng có thể chứa đồng thời nhiều hệ điều hành vì mỗi hệ điều hành được lưu trữ mỗi phân vùng riêng biệt và mỗi phân vùng gọi là partition. trên MBR tối đa là 4 hệ điều hành vì chỉ chia được 4 partition cong theo chuẩn FAT thì 128 hệ điều hành 

Câu 8: (Câu 1 giáo trình trang 38)Trình bày các đặc điểm của hệ điều hành DOS, Windows, Linux? Sực khác nhau giữa các hệ điều hành trên.

Câu 9: (câu 1 giáo trình trang 66)Trình bày các thành phần cấu trúc hệ thống tập tin?

Mỗi tập tin hay thư mục (tập tin đặc biệt) được thể hiện bằng một Entry tập tin. Cấu trúc của Entry tập tin lưu trữ thông tin về tập tin tương ứng.Trước khi tập tin được đọc, ghi hệ thống phải biết đường dẫn do người sử dụng cung cấp từ đó định vị được cấu trúc entry của tập tin Cấu trúc một entry tập tin:

Cấu trúc thư mục

- Thư mục chứa các tập tin do đó chứa các entry của tập tin, kích thước mỗi Entry tuỳ thuộc mỗi hệ thống

- Trong hệ thống quản lý tập tin cần phải định vị cấu trúc thư mục gốc, và các thư mục con

Câu  10: (câu 2 giáo trình trang 66) Trình các chức năng hệ thống tập tin?

Một hệ thống tập tin thông thường bao gồm các chức năng sau:
    - Tạo tập tin                             - Xoá tập tin                          - Mở tập tin
    - Đọc, ghi tập tin                     - Tìm kiếm tập tin                 - Đổi tên tập tin
    - Tạo thư mục                         - Xóa thư mục                        - Đổi tên thư mục

Câu 11:(câu 3 giáo trình trang 66) Trình bày cấu trúc tổ chức hệ thống tập tin MS-DOS

Cấu trúc tổng quát hệ thống tập tin MS-DOS bao gồm các cấu trúc:

    - Bảng tham số đĩa: lưu trữ các thông tin về đĩa và các thông tin cần thiết cho hệ thống tập tin.

    - Cấu trúc FAT(File Allocation Table): Lưu trữ các thông tin địa chỉ cácô nhớ còn trống, các ô nhớ nào thuộc về mỗi tập tin,...

    - Cấu trúc thư mục gốc(ROOT):Cấu trúc thư mục gốc bao gồm các Entry của tập tin, thư mục con.

    - Vùng lưu trữ dữ liệu(Data): Lưu trữ nội dung tập tin và các cấu trúc thư mục con. Cấu trúc thư mục con tương tự cấu trúc thư mục gốc.

Bài Tập 

Câu 1: (câu 5 giáo trình trang 105)Trong một thống cài đặt bộ nhớ ảo theo kỹ thuật phân trang, giả sử một chương trình truy cập đến các trang sau: 1, 0,4, 2, 1, 3, 1, 4, 2, 3, 0, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 3,
0, 1. Giả sử hệ thống có 3 khung trang lúc đầu còn trống. Có bao nhiêu lỗi
trang xảy ra khi hệ thống sử dụng thuật toán thay thế trang LRU, FIFO ?

Bài Giải:

    -    Thuật toán thay thế trong LRU(Least recently used).

    -     Thuật toán thay thế trong FIFO(first in first out).

Câu 2:  a/Hãy tính thời gian chờ được xử lý trung bình của các tiến trình theo thuật toán
Round Robin với Q=4

b/Hãy tính thời gian chờ được xử lý trung bình của các tiến trình theo thuật toán
độ ưu tiên không độc quyền kết hợp Round Robin(Q=4) đối với các tiến trình có
cùng độ ưu tiên.
Biết rằng:
- Độ ưu tiên của P1, P2, P3, P4 lần lượt là 2, 3,1, 2. (1>2>3)
- Sau mỗi lần xử lý độ ưu tiên của tiến trình giảm đi 1.

Bài Giải:

a: thời gian xử lý trung bình theo thuật toán là 

Thời gian chờ được xử lý trung bình là :

Lần 1 : P1 = 0             P2 =4-1=3             P3 = 8-4=4             P4 = 11-5=6	Lần 2 : P1=15-4=11             P2=19-8=11             P3 =0             P4= 20-15=5
Lần 03 : P1 = 24-19=5	AVG = (13+27+5)/4           = 11.25

b: thời gian xử lý trung bình theo thuật toán là 

Thời gian chờ được xử lý trung bình  theo độ ưu tiên là :

Lần 1 : P1 = 0             P2 = 15-1=14             P3 = 0             P4 = 7-5=2	Lần 2 : P1=19-4=15             P2=23-19=4             P3 = 22-13=9             P4= 19-10=9
Lần 03 : P1 = 24-23=1	AVG = (16+19+1)/4           = 9

Câu 3: (câu 9 giáo trình trang 92) Sử dụng semaphore thực hiện đồng bộ hóa hai tiến trình SendMessage() và ReceiveMessage(). Biết rằng hai tiến trình trên sử dụng chung một hàng đợi
Queue, tiến trình ReceiceMessage() nhận message từ bàn phím và ghi vào đầu hàng đợi và tiến trình SendMessage() lấy message từ hàng đợi Queue và gởi lên mạng máy tính. Kích thước của hàng đợi Queue là N, mỗi phần tử hàng đợi chứa được một message. Khi hàng đợi đầy tiến trình ReceiceMessage() phải tạm ngưng, khi hàng đợi rỗng tiến trình SendMessage() phải tạm ngưng.

Bài Giải:

Câu 4: (câu 3 giáo trình trang 91)
Hãy tính thời gian chờ được xử lý trung bình của các tiến trình theo thuật toán
Round Robin với Q=3

Hãy tính thời gian chờ được xử lý trung bình của các tiến trình theo thuật toán
độ ưu tiên không độc quyền kết hợp Round Robin(Q=3) đối với các tiến trình có
cùng độ ưu tiên.
Biết rằng:
- Độ ưu tiên của P1, P2, P3, P4 lần lượt là 2, 3,1, 2. (1>2>3)
- Sau mỗi lần xử lý độ ưu tiên của tiến trình giảm đi 1.

Bài Giải:

thời gian chờ được xử lý trung bình là:

Lần 1 : P1 = 0             P2 = 13-1=12             P3 = 0+(10-7)=3             P4 = 7-5=2	Lần 2 : P1=16-4=12             P2=23-16=7             P3 = 22-13=9             P4= 19-10=9
Lần 03 : P1 = 25-19=6               P4=28-22=6	AVG = ((12+3+2)+(12+7+9+9)+(6+6))/4           = 16.5

Câu 5: (Câu 10 giáo trình trang 92)sử dụng  semaphore tạo ra hai tiếnn trình sau sao cho nb<na<nb+10:

Bài giải:

Đề thi: