Thành phần hệ điều hành là gì?
Hệ điều hành là một hệ thống lớn và phức tạp chỉ có thể được tạo ra bằng cách phân chia thành các phần nhỏ. Những phần này phải là một phần được xác định rõ ràng của hệ thống, phần đầu vào, đầu ra và chức năng được xác định cẩn thận.
Mặc dù Mac, Unix, Linux, Windows và các hệ điều hành khác không có cấu trúc giống nhau, nhưng hầu hết các hệ điều hành đều chia sẻ các thành phần hệ điều hành tương tự như File, Process, Memory, I / O device management.
Chúng ta hãy xem chi tiết từng thành phần này.
Trong hướng dẫn về hệ điều hành này, bạn sẽ học:
- Thành phần hệ điều hành là gì?
- Quản lý tệp
- Quản lý quy trình
- Quản lý thiết bị I / O
- Quản lý mạng
- Quản lý bộ nhớ chính
- Quản lý lưu trữ thứ cấp
- Quản lý bảo mật
- Các hoạt động quan trọng khác
Quản lý tệp
Tệp là một tập hợp các thông tin liên quan mà người tạo ra nó phải xác định. Nó thường đại diện cho các chương trình, cả dạng nguồn và dạng đối tượng và dữ liệu. Tệp dữ liệu có thể là số, chữ cái hoặc chữ và số.
Chức năng quản lý tệp trong hệ điều hành:
Hệ điều hành có các hoạt động quan trọng nhất định sau trong kết nối với quản lý tệp:
- Tạo và xóa tệp và thư mục.
- Để thao tác với tệp và thư mục.
- Ánh xạ các tệp vào bộ nhớ thứ cấp.
- Sao lưu tệp trên phương tiện lưu trữ ổn định.
Quản lý quy trình
Thành phần quản lý quá trình là một thủ tục để quản lý nhiều quá trình đang chạy đồng thời trên hệ điều hành. Mọi chương trình ứng dụng phần mềm đều có một hoặc nhiều quy trình được liên kết với chúng khi chúng đang chạy.
Ví dụ: khi bạn sử dụng một trình duyệt như Google Chrome, có một quá trình đang chạy cho chương trình trình duyệt đó. Hệ điều hành cũng có nhiều tiến trình đang chạy, thực hiện các chức năng khác nhau.
Tất cả các quy trình này nên được quản lý bởi quản lý quy trình, điều này giữ cho các quy trình hoạt động hiệu quả. Nó cũng sử dụng bộ nhớ được cấp cho chúng và tắt chúng khi cần thiết.
Việc thực hiện một quy trình phải theo trình tự, do đó, ít nhất một lệnh phải được thực hiện thay mặt cho quy trình.
Các chức năng của quản lý quy trình trong OS:
Sau đây là các chức năng của quản lý quy trình.
- Quá trình tạo và xóa.
- Tạm ngừng và tiếp tục.
- Quá trình đồng bộ hóa
- Quá trình giao tiếp
Quản lý thiết bị I / O
Một trong những công dụng quan trọng của hệ điều hành giúp bạn ẩn các biến thể của các thiết bị phần cứng cụ thể với người dùng.
Các chức năng của quản lý I / O trong OS:
- Nó cung cấp hệ thống bộ nhớ đệm bộ đệm
- Nó cung cấp mã trình điều khiển thiết bị chung
- Nó cung cấp trình điều khiển cho các thiết bị phần cứng cụ thể.
- I / O giúp bạn biết từng cá nhân của một thiết bị cụ thể.
Quản lý mạng
Quản lý mạng là quá trình điều hành và quản lý mạng máy tính. Nó bao gồm quản lý hiệu suất, phân tích lỗi, cung cấp mạng và duy trì chất lượng dịch vụ.
Hệ thống phân tán là một tập hợp các máy tính / bộ xử lý không bao giờ chia sẻ bộ nhớ hoặc đồng hồ riêng của chúng. Trong loại hệ thống này, tất cả các bộ xử lý đều có Bộ nhớ cục bộ và các bộ xử lý giao tiếp với nhau bằng các đường truyền thông khác nhau, như cáp quang hoặc đường điện thoại.
Các máy tính trong mạng được kết nối thông qua mạng truyền thông, mạng này có thể được cấu hình theo một số cách khác nhau. Với sự trợ giúp của quản lý mạng, mạng có thể được kết nối toàn bộ hoặc một phần, giúp người dùng thiết kế các chiến lược định tuyến và kết nối để khắc phục các vấn đề về kết nối và bảo mật.
Chức năng của quản lý mạng:
- Hệ thống phân tán giúp bạn tiếp cận các tài nguyên máy tính khác nhau về kích thước và chức năng. Chúng có thể liên quan đến bộ vi xử lý, máy tính mini và nhiều hệ thống máy tính đa năng.
- Hệ thống phân tán cũng cung cấp cho người dùng quyền truy cập vào các tài nguyên khác nhau mà mạng chia sẻ.
- Nó giúp truy cập các tài nguyên được chia sẻ giúp tăng tốc độ tính toán hoặc cung cấp tính khả dụng và độ tin cậy của dữ liệu.
Quản lý bộ nhớ chính
Bộ nhớ chính là một mảng lớn các bộ nhớ hoặc byte, có một địa chỉ. Quá trình quản lý bộ nhớ được tiến hành bằng cách sử dụng một chuỗi các lần đọc hoặc ghi các địa chỉ bộ nhớ cụ thể.
Để thực thi một chương trình, nó phải được ánh xạ tới các địa chỉ tuyệt đối và được tải vào bên trong Bộ nhớ. Việc lựa chọn một phương pháp quản lý bộ nhớ phụ thuộc vào một số yếu tố.
Tuy nhiên, nó chủ yếu dựa trên thiết kế phần cứng của hệ thống. Mỗi thuật toán yêu cầu hỗ trợ phần cứng tương ứng. Bộ nhớ chính cung cấp khả năng lưu trữ nhanh chóng có thể được truy cập trực tiếp bởi CPU. Nó tốn kém và do đó có dung lượng lưu trữ thấp hơn. Tuy nhiên, để một chương trình được thực thi, nó phải nằm trong Bộ nhớ chính.
Chức năng của quản lý bộ nhớ trong hệ điều hành:
Hệ điều hành thực hiện các chức năng sau để Quản lý bộ nhớ:
- Nó giúp bạn theo dõi bộ nhớ chính.
- Xác định xem phần nào của nó đang được ai sử dụng, phần nào không được sử dụng.
- Trong một hệ thống đa chương trình, HĐH sẽ đưa ra quyết định về quá trình nào sẽ lấy Bộ nhớ và dung lượng bao nhiêu.
- Cấp phát bộ nhớ khi một quy trình yêu cầu
- Nó cũng khử phân bổ Bộ nhớ khi một quá trình không còn yêu cầu hoặc đã bị kết thúc.
Quản lý lưu trữ thứ cấp
Nhiệm vụ quan trọng nhất của hệ thống máy tính là thực thi các chương trình. Các chương trình này cùng với dữ liệu giúp bạn truy cập vào bộ nhớ chính trong quá trình thực thi.
Bộ nhớ này của máy tính rất nhỏ để lưu trữ vĩnh viễn tất cả dữ liệu và chương trình. Hệ thống máy tính cung cấp bộ nhớ phụ để sao lưu Bộ nhớ chính. Ngày nay các máy tính hiện đại sử dụng ổ cứng / SSD làm nơi lưu trữ chính của cả chương trình và dữ liệu. Tuy nhiên, quản lý bộ nhớ thứ cấp cũng hoạt động với các thiết bị lưu trữ, như ổ đĩa flash USB và ổ đĩa CD / DVD.
Các chương trình như trình lắp ráp, trình biên dịch, được lưu trữ trên đĩa cho đến khi nó được tải vào bộ nhớ, sau đó sử dụng đĩa làm nguồn và đích để xử lý.
Chức năng của quản lý bộ nhớ thứ cấp trong OS:
Dưới đây là các chức năng chính của quản lý bộ nhớ thứ cấp trong OS:
- Phân bổ lưu trữ
- Quản lý không gian trống
- Lập lịch đĩa
Quản lý bảo mật
Các quy trình khác nhau trong một hệ điều hành cần được bảo mật khỏi các hoạt động của nhau. Với mục đích đó, các cơ chế khác nhau có thể được sử dụng để đảm bảo rằng các quá trình muốn vận hành tệp, CPU bộ nhớ và các tài nguyên phần cứng khác phải được hệ điều hành ủy quyền thích hợp.
Ví dụ, phần cứng định địa chỉ bộ nhớ giúp bạn xác nhận rằng một quá trình có thể được thực thi trong không gian địa chỉ của chính nó. Thời gian đảm bảo rằng không có tiến trình nào có quyền kiểm soát CPU mà không từ bỏ nó.
Cuối cùng, không có quy trình nào được phép thực hiện I / O của riêng nó, để bảo vệ, giúp bạn giữ được tính toàn vẹn của các thiết bị ngoại vi khác nhau.
Các hoạt động quan trọng khác
Dưới đây là một số hoạt động quan trọng khác của OS:
- Chương trình của người dùng không thể thực hiện các hoạt động I / O trực tiếp. Hệ điều hành nên cung cấp một số phương tiện để thực hiện việc này.
- Hệ điều hành kiểm tra khả năng đọc, ghi, tạo và xóa tệp của chương trình.
- Hệ điều hành tạo điều kiện trao đổi thông tin giữa các quá trình thực thi trên cùng một hệ thống hoặc các hệ thống khác nhau.
- Các thành phần hệ điều hành giúp bạn đảm bảo rằng bạn có được tính toán chính xác bằng cách phát hiện lỗi trong phần cứng CPU và bộ nhớ.
Tóm lược:
- Hệ điều hành là một hệ thống lớn và phức tạp chỉ có thể được tạo ra bằng cách phân chia thành các phần nhỏ.
- Hệ điều hành chia sẻ các thành phần hệ điều hành khác nhau như Tệp, Bộ nhớ Quy trình, quản lý thiết bị I / O, v.v.
- Tệp là một tập hợp các thông tin liên quan mà người tạo ra nó phải xác định.
- Thành phần quản lý quá trình là một thủ tục để quản lý nhiều quá trình đang chạy đồng thời trên hệ điều hành
- Quản lý thiết bị I / O là một trong những công dụng quan trọng của hệ điều hành giúp bạn ẩn các biến thể của thiết bị phần cứng cụ thể khỏi người dùng.
- Quản lý mạng là quá trình điều hành và quản lý mạng máy tính.
- Quá trình quản lý bộ nhớ được tiến hành bằng cách sử dụng một chuỗi các lần đọc hoặc ghi các địa chỉ bộ nhớ nhất định.
- Quản lý Lưu trữ Thứ cấp, nhiệm vụ quan trọng nhất của một hệ thống máy tính, là thực thi các chương trình.
- Quản lý bảo mật bao gồm các quy trình khác nhau trong một hệ điều hành cần được bảo mật khỏi các hoạt động của nhau.
- Hệ điều hành kiểm tra khả năng đọc, ghi, tạo và xóa tệp của chương trình.