BÀI TẬP LỚN

NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH

ĐỀ TÀI

PHÂN TÍCH TẤT CẢ CÁC ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA KERNEL MODE TRONG WINDOWS 2000

MỤC LỤC:

I.Lịch sử của Windows 3

II.Kiến trúc tầng của Windows 2000 . 6

1.Hạt nhân của hệ điều hành .7

2.Cấu trúc của nhân (Kernel mode) hệ điều hành Windows 2000 .7

2.1Các dịch vụ quản lý ( system sevrices): 7

2.1.1I/O manager (quản lý vào/ra) 8

2.1.2File system ( file hệ thống) 11

2.1.3Object manager ( quản lý đối tượng) .11

2.1.4Process manager ( quản lý tiến trình) 12

2.1.5Memory manager (quản lý bộ nhớ ) 15

2.1.6Security manager ( theo dõi bảo mật) 16

2.1.7Cache manager ( quản lý bộ nhớ cache) 17

2.1.8PnP manager (quản lý plug and play) 18

2.1.9Config manager (quản lý cấu hình) 20

2.1.10LPC manager ( quản lý LPC) .21

2.1.11Win32 GDI .22

2.2Kernel (nhân) 15

2.3Lớp phần cứng trừu tượng (HAL-Hardware Abstruction Layer) 20

3. Các chức năng chính của kernel trong Windows 2000 29

3.1 Giao tiếp với bộ đếm chương trình 30

3.2 Quản lý bộ nhớ 30

3.3 Đồng bộ hoá các đa xử lý .31

3.4 Lập lịch cho các thread .32

3.5 Điều khiển các exception của phần cứng 39

III.Tài liệu tham khảo 40

ĐẶT VẤN ĐỀ

Máy tính càng ngày càng trở thành một công cụ, một phương tiện không thể thiếu của con người, máy tính ngày càng được sử dụng phổ biến đặc biệt là máy tính cá nhân (pc). Một máy tính hoạt động phải dựa trên hệ điều hành nhất định. Có rất nhiều hệ điều hành khác nhau, nhưng hệ điều hành mà đa số tất cả mọi người trên thế giới thường dùng là hệ điều hành Windows của hãng Microsoft. Hệ điều hành là một phần mềm nhằm giúp người sử dụng giao tiếp với máy tính một cách đơn giản và hiệu quả hơn. Chính vì thế hệ điều hành có hai phần chính, phần chế độ dành cho người dùng hay được gọi là use mode và chế độ nhân hay còn gọi là kernel mode để giao tiếp với phần cứng và sử lý một số chức năng quan trọng của hệ thống. Vậy phần cốt yếu trong mỗi hệ điều hành đó chính là kernel mode. Để giúp các bạn hiểu rõ cấu trúc, thành phần và những chức năng của kernel mode mà cụ thể là kernel mode trong Windows 2000 tôi đã quyết định chọn đề tài:

“PHÂN TÍCH CÁC ĐẶC ĐIỂM VỀ CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG CỦA KERNEL MODE TRONG WINDOWS 2000”

Windows 2000 ra đời năm 1999 là một hệ điều hành được nhiều người ưa chuộng. Nó được sử dụng rộng rãi trên các máy desktop lẫn trong việc điều hành và quản trị mạng máy tính, mở ra cánh cửa hoàn toàn mới dẫn vào môi trường máy phục vụ và trạm làm việc, đồng thời giới thiệu những khái niệm quản trị và quản lý hệ thống mang tính cách mạng.

I. Lịch sử của Windows:

Sự ra đời của công ty Microsoft năm 1975 gắn liền với tên tuổi của Bill Gates, người đứng đầu và sáng lập chính công ty này.

Phiên bản DOS đầu tiên ra đời vào tháng 8 năm 1981, với tên chính thức là PC DOS 1.0. Tên gọi MS-DOS chỉ được biết đến kể từ tháng 5 năm 1982 (MS-DOS 1.25). Sau đó, Microsoft lần lượt cho ra đời các phiên bản tiếp theo của MS-DOS song song cùng với PC-DOS.

MS-DOS 5.0 ra đời vào tháng 6 năm 1991 bao gồm nhiều tính năng mới như quản lý bộ nhớ (MEMMAKER.EXE), trình soạn thảo văn bản (MS-DOS Editor), ngôn ngữ lập trình QBASIC đã trở nên phổ biển một thời trước khi MS-DOS 6.22 ra đời vào tháng 6 năm 1994. MS-DOS 6.22 cũng là phiên bản DOS cuối cùng được chạy như một hệ điều hành độc lập (standalone version). Sau khi Windows 95 ra đời vào năm 1995, các phiên bản MS-DOS tiếp theo đều được phát hành đi kèm với Windows, chẳng hạn như MS-DOS 7.0 (8/1995) là nền để cho Windows 95 khởi động, và MS-DOS 8.0 đi kèm với Windows ME. Đây cũng là phiên bản cuối cùng của hệ điều hành này.

MS-DOS thật sự là một hệ điều hành phổ biến trong suốt thập niên 80, và đầu thập niên 90, cho đến khi Windows 95 ra đời. Cho đến nay, trên các máy chạy Windows, MS-DOS vẫn được tích hợp vào hệ thống bởi một số tính năng ưu việt của nó.

Tháng 11/1985, Windows 1.0 ra đời với các chương trình tích hợp như: MS-DOS, Executive, Calender, Cardfile, Notepad, Terminal, Calculator, Clock, Control Panel, PIF (Program Information File) Editer, Clipboard, RAMDrive, Windows Write, Window Paint . Windows 1.0 khởi đầu cho dòng Windows có giao diện cửa sổ đơn giản. Mùa thu năm 1987, Windows 2.0 ra đời với những khả năng mới, hỗ trợ được nhiều ứng dụng mới (Excel, Word for Windows, Corel Draw, Page Maker, .). Tháng 5/1990, Windows 3.0 ra đời với khả năng đồ hoạ cao hơn. Năm 1992, các phiên bản nâng cấp Windows 3.1 và Windows 3.11 của Windows, Windows for Workgroup 3.1 ra đời với các chức năng của mạng ngang hàng và khả năng chia sẻ tài nguyên trong mạng.

Microsoft Windows là một môi trường cửa sổ và giao diện người – máy theo ứng dụng (API), nhằm bổ sung thêm các thao tác đa nhiệm cho DOS, và đưa vào quá trình điện toán theo quy cách IBM một số tính năng giao diện người - máy theo đồ hoạ của Macintosh.

Windows 9x và Windows NT:

Năm 1994, công nghệ NT( New Technology) xuất hiện. Các phiên bản đầu tiên (Windows NT 3.1, 3.5, 4.0) thích hợp cho các máy chủ và các trạm làm việc trên mạng. Windows NT 3.1, 3.5 có giao diện giống như Windows for Workgroup 3.1 nhưng dựa trên hệ thống tập tin mới NTFS mang tính bảo mật cao hơn. Năm 1995, Windows 95 là hệ điều hành 32 bit đầu tiên của dòng Windows 9x ra đời. Dòng Windows 9x và Windows NT 4x có các đặc điểm nổi bật như: tính đa người dùng , cho phép mỗi người sử dụng có một tài khoản (accout) sử dụng riêng độc lập; màn hình desktop . Chương trình quản lý tập tin và thư mục Window Explorer mạnh mẽ. Tích hợp bộ phần mềm Microsoft Office thống lĩnh thị trường phần mềm văn phòng. Khả năng hỗ trợ phần cứng và phần mềm mạnh mẽ. Khả năng hỗ trợ mạng cục bộ và Internet mang tính cách mạng cùng với duyệt trình Web Internet Explorer hiệu quả .

Với Windows NT, phiên bản 32 bit giao diện đồ họa người - máy thông dụng của Microsoft, nó tạo khả năng đa nhiệm thực sự cho những máy tính cá nhân có cơ sở Intel và các trạm công tác chuyên dụng. Phiên bản này của Windows có thể bỏ qua DOS và có khả năng thâm nhập tốt hơn vào bộ nhớ hệ thống so với Windows 3.1.

Microsoft dựa vào Windows 8x và Windows NT làm nền tảng cho các phiên bản Windows sau này như: Windows CE, Windows Me, Windows 2000, Windows 2002, Windows XP Windows Server 2003, .Kể từ Windows 95, các phiên bản của Windows 32 bit liên tục được thay thế và Windows trở thành hệ điều hành thống trị với giao diện người dùng thân thiện, dễ sử dụng.

Windows 2000 và các cải tiến kỹ thuật- công nghệ mới:

Được xây dựng trên nền tảng bảo mật, tính ổn định của Windows NT, có thêm các đặc điểm dễ sử dụng và tính tương thích cao của Windows 98, Windows 2000 ra đời năm 1999 là hệ điều hành được nhiều người ưa chuộng. Nó được sử dụng rộng rãi trên các máy đơn desktop lẫn trong việc điều hành và quản trị mạng máy tính.

Cải tiến kỹ thuật và công nghệ mới so với phiên bản Windows NT:

Việc kết hợp Windows 98 và Windows NT5 để tạo nên Windows 2000 làm cho Windows 2000 mạnh mẽ hơn rất nhiều trong toàn bộ lĩnh vực như :

üCác phương thức xác thực tài khoản và bảo mật dữ liệu .

üKhả năng tích hợp phần cứng và phần mềm rộng rãi.

üKhả năng liên kết mạng máy tính mạnh mẽ.

Windows 2000 là hệ điều hành phục vụ nhiều mục đích khác nhau với sự hỗ trợ tích hợp hệ thống khách/ chủ (client/server) và mạng ngang hàng (pear-to-pear ). Nó kết hợp chặt chẽ các công nghệ giúp hạ thấp chi phí cho người sử dụng và cung cấp khả năng nâng cấp từ một mạng nhỏ lên thành một mạng lớn.

Windows 2000 hỗ trợ nhiều loại ứng dụng chạy trên các môi trường khác như MS-DOS, POSIX 1.x, OS/2 1.x, Windows 95,98 thông qua kiến trúc phân tầng của mình.