ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Khoa Công nghệ thông tin ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT MÔN HỌC (THEO TÍN CHỈ) Hà Nội - 2008 2 PHẦN I CÁC MÔN HỌC CƠ SỞ 3 NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH 1. Thông tin về giảng viên  Họ và tên: Nguyễn Hải Châu  Chức danh, học hàm, học vị: TS  Thời gian, địa điểm làm việc: Từ 8g đến 16h30g, P305, nhà E3, Khoa công nghệ thông tin, Đại học công nghệ, ĐHQGHN, 144 Đường Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội.  Địa chỉ liên hệ: P305, nhà E3, Khoa công nghệ thông tin, trường Đại học công nghệ, ĐHQGHN, 144 Đường Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội  Điện thoại: 7547813 Email: chaunh@vnu.edu.vn.  Các hướng nghiên cứu chính: Tính toán song song, các phương pháp lập luận mờ. Thông tin về các giảng viên khác  PGS TS Hà Quang Thụy, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội. ĐT: 7547813, Email: thuyhq@vnu.edu.vn .  ThS Lê Hồng Hải, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội. ĐT: 7547813, Email: hailh@vnu.edu.vn .  ThS. Nguyễn Cẩm Tú, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội. ĐT: 7547813, Email: tunc@vnu.edu.vn. 2. Thông tin chung về môn học  Tên môn học: Nguyên lý hệ điều hành  Mã môn học:  Số tín chỉ: 02  Môn học: - Bắt buộc:  - Lựa chọn:   Các môn học tiên quyết: Kiến trúc máy tính, ngôn ngữ lập trình C/C++.  Các môn học kế tiếp:  Các yêu cầu đối với môn học (nếu có):  Giờ tín chỉ đối với các hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết: 24  Làm bài tập trên lớp: 0  Thảo luận: 0  Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, studio, điền dã, thực tập ): 0  Hoạt động theo nhóm: 0  Tự học: 6  Địa chỉ Khoa/ bộ môn phụ trách môn học: Bộ môn Các hệ thống thông tin, P304-305 nhà E3, ĐHQGHN, 144 đường Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội. 3. Mục tiêu của môn học 4  Kiến thức: Cung cấp cho học sinh những khái niệm cơ bản về hệ điều hành máy tính: phân loại, nguyên lý, cách làm việc, phân tích thiết kế và chi tiết về một số hệ điều hành cụ thể.  Kỹ năng: Làm tốt các bài tập về nguyên lý hệ điều hành, lấy đó làm cơ sở - nguyên lý cho các vấn đề khác trong thiết kế và cài đặt các hệ thống thông tin.  Thái độ, chuyên cần: nghiêm chỉnh chấp hành giờ học trên lớp và giờ tự học, chuẩn bị tốt các câu hỏi trước khi lên lớp. 4. Tóm tắt nội dung môn học Môn học gồm 5 phần chính, trong đó phần 1 giới thiệu về tổng quan, lịch sử của các hệ điều hành. Phần 2 nghiên cứu các phương thức quản lý tiến trình, phần 3 giới thiệu về quản lý lưu trữ (bao gồm quản lý bộ nhớ trong và ngoài). Phần 4 dành để nghiên cứu vào ra của hệ điều hành và phần 5 dành cho vấn đề bảo vệ, an ninh hệ thống. 5. Nội dung chi tiết môn học Chương 1. Tổng quan 1.1. Giới thiệu 1.1.1. Hệ điều hành là gì? 1.1.2. Các hệ xử lý theo lô đơn giản 1.1.3. Các hệ xử lý theo lô, đa chương trình 1.1.4. Các hệ phân chia thời gian 1.1.5. Các hệ máy tính cá nhân 1.1.6. Các hệ song song, các hệ phân tán, các hệ thời gian thực 1.2. Cấu trúc hệ điều hành 1.2.1. Các thành phần hệ thống 1.2.2. Các dịch vụ của hệ điều hành 1.2.3. Các lời gọi hệ thống 1.2.4. Các chương trình hệ thống 1.2.5. Cấu trúc hệ thống 1.2.6. Cài đặt và thiết kế hệ thống Chương 2. Quản lý tiến trình 2.1. Tiến trình 2.1.1. Khái niệm về tiến trình 2.1.2. Lập lịch tiến trình 2.1.3. Các thao tác trên tiến trình 2.1.4. Hiệp tác giữa các tiến trình 2.1.5. Luồng 2.1.6. Truyền thông giữa các tiến trình 2.2. Lập lịch CPU 2.2.1. Các khái niệm cơ sở 5 2.2.2. Các tiêu chí lập lịch 2.2.3. Các thuật toán lập lịch 2.2.4. Đánh giá thuật toán 2.3. Đồng bộ hóa tiến trình 2.3.1. Cơ sở 2.3.2. Bài toán Critical-Section 2.3.3. Cờ hiệu (Semaphore) 2.3.4. Các bài toán cổ điển trong việc đồng bộ hóa 2.3.5. Các vùng critical 2.3.6. Theo dõi (Monitor) 2.3.7. Các giao tác nguyên tố 2.4. Bế tắc 2.4.1. Mô hình 2.4.2. Đặc trưng hóa bế tắc 2.4.3. Phương pháp thao tác với bế tắc 2.4.4. Phòng tránh bế tắc 2.4.5. Phát hiện bế tắc 2.4.6. Khôi phục từ bế tắc 2.4.7. Các cách tiếp cận tổng hợp để giải quyết bế tắc Chương 3. Quản lý lưu trữ 3.1. Quản lý bộ nhớ 3.1.1. Cơ sở 3.1.2. Bộ nhớ vật lý và bộ nhớ logic 3.1.3. Swap 3.1.4. Cấp phát liên tục 3.1.5. Phân trang 3.1.6. Phân đoạn 3.2. Bộ nhớ ảo 3.2.1. Cơ sở 3.2.2. Phân trang theo yêu cầu 3.2.3. Hiệu năng của phân trang theo yêu cầu 3.2.4. Thay thế trang 3.2.5. Các thuật toán thay thế trang 3.2.6. Cấp phát frame 3.2.7. Thrashing 3.2.8. Các vấn đề khác 3.2.9. Phân đoạn theo yêu cầu Kiếm tra giữa kỳ: 60 phút 3.3. Giao diện hệ thống tệp 6 3.3.1. Khái niệm tệp 3.3.2. Các phương pháp truy cập 3.3.3. Cấu trúc thư mục 3.3.4. Bảo vệ 3.3.5. Tính nhất quán về ngữ nghĩa 3.4. Cài đặt hệ thống tệp 3.4.1. Cấu trúc hệ thống tệp 3.4.2. Các phương pháp cấp phát 3.4.3. Quản lý không gian rỗi 3.4.4. Cài đặt thư mục 3.4.5. Hiệu quả và hiệu năng 3.4.6. Khôi phục Chương 4. Hệ vào ra 4.1. Hệ vào ra 4.1.1. Tổng quan 4.1.2. Vào ra phần cứng 4.1.3. Giao diện lập trình vào ra 4.1.4. Hệ vào ra của nhân 4.1.5. Chuyển đổi yêu cầu vào ra thành các thao tác phần cứng 4.1.6. Hiệu năng 4.2. Cấu trúc lưu trữ phụ 4.2.1. Cấu trúc đĩa 4.2.2. Lập lịch đĩa 4.2.3. Quản lý đĩa 4.2.4. Quản lý không gian swap 4.2.5. Độ tin cậy của đĩa 4.2.6. Cài đặt hệ lưu trữ ổn định 4.2.7. Các thiết bị lưu trữ thứ ba: Các công việc của hệ điều hành và vấn đề về hiệu năng Chương 5. Bảo vệ và An ninh 5.1. Bảo vệ 5.1.1. Các mục tiêu của việc bảo vệ 5.1.2. Các miền cần bảo vệ 5.1.3. Ma trận truy cập 5.1.4. Cài đặt ma trận truy cập 5.1.5. Hủy bỏ quyền truy cập 5.1.6. Các hệ thống dựa trên khả năng 5.1.7. Bảo vệ dựa trên ngôn ngữ 7 5.2. An ninh 5.2.1. Vấn đề an ninh 5.2.2. Xác thực 5.2.3. Các mật khẩu dùng một lần 5.2.4. Đe dọa với chương trình 5.2.5. Đe dọa với hệ thống 5.2.6. Theo dõi các sự đe dọa 5.2.7. Mã hóa 5.2.8. Phân loại an ninh máy tính 6. Học liệu 6.1. Học liệu bắt buộc [1] Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne, Operating System Concepts, 7 th edition, John Wiley & Sons, Inc., 2005. [2] Hà Quang Thụy, Nguyên lý hệ điều hành, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 1998. 6.2. Học liệu tham khảo [3] William Stallings, Operating Systems: Internals and Design Principles 5 th edition, Prentice-Hall, 2005. [4] Andrew S. Tanenbaum, Modern Operating Systems, 2 nd edition, Prentice-Hall, 2001. [5] Andrew S. Tanenbaum, Albert S Woodhull, Operating Systems: Design and Implementation, 3 rd edition, Prentice-Hall. 2006. [6] Robert Love, Linux Kernel Development, Sams Publishing, 2003. [7] Daniel P. Bovet, Marco Cesati, Understanding Linux Kernel, 2 nd edition, O'Reilly & Associates, 2002. [8] W. Richard Stevens, Advanced Programming in the UNIX Environment, Addison-Wesley, 1992. 7. Hình thức tổ chức dạy học 7.1. Lịch trình chung Nội dung (ND) Hình thức tổ chức dạy học môn học Tổng Lên lớp Thực hành, thí nghiệm, điền dã Tự học, tự nghiên cứu Lý thuyết Bài tập Thảo luận ND 1: Giới thiệu tổng quan về hệ điều hành và cấu trúc của hệ điều hành 1.5 0.0 0.5 2.0 ND 2: Khái niệm về tiến trình 1.5 0.0 0.5 2.0 8 ND 3: Lập lịch CPU 1.5 0.0 0.5 2.0 ND 4: Đồng bộ hóa tiến trình 3.0 0.0 1.0 4.0 ND 5: Bế tắc 3.0 0.0 1.0 4.0 ND 6: Quản lý bộ nhớ 2.0 0.0 0.0 2.0 ND 7: Bộ nhớ ảo 2.5 0.0 1.0 3.5 ND 8: Kiểm tra giữa kỳ 0.5 0.0 0.0 0.5 ND 9: Giao diện hệ thống tệp 1.5 0.0 0.5 2.0 ND10: Cài đặt hệ thống tệp 1.5 0.0 0.5 2.0 ND11: Hệ vào ra 1.5 0.0 0.5 2.0 ND12: Cấu trúc lưu trữ phụ 2.0 0.0 0.0 2.0 ND 13: Bảo vệ và an ninh + Ôn tập cuối môn học 2.0 0.0 0.0 2.0 Cộng 24 0 6 30 7.2. Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể Nội dung 1, tuần 1: Tổng quan về hệ điều hành và cấu trúc của hệ điều hành Hình thức tổ chức dạy học Thời gian, địa điểm Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Lý thuyết Từ đến Tại GĐ2 - Tổng quan về hệ điều hành - Cấu trúc của hệ điều hành, các chiến lược thiết kế - Các dịch vụ do hệ điều hành cung cấp Bài tập Từ đến Tại GĐ2 Thảo luận Từ đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, Từ đến 9 điền dã, … Tại Phòng TH số …. Tự học, tự nghiên cứu Tại thư viện hoặc ở nhà Nắm được các khái niệm cơ sở về hệ điều hành. Nội dung 2, tuần 2: Khái niệm về tiến trình Hình thức tổ chức dạy học Thời gian, địa điểm Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Lý thuyết Từ đến Tại GĐ2 Khái niệm về tiến trình, sự khác nhau của tiến trình và chương trình Lập lịch, các thao tác, hiệp tác, truyền thông giữa các tiến trình Luồng Thử nghiệm trên một hệ điều hành cụ thể UNIX hoặc Windows để có khái niệm trực quan về tiến trình. Bài tập Từ đến Tại GĐ2 Thử nghiệm chương trình tạo tiến trình và tạo luồng. Thảo luận Từ đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã, … Tự học, tự nghiên cứu Tại thư viện, ở nhà Nắm vững khái niệm tiến trình, chương trình, luồng, cấu trúc và trạng thái tiến trình. Nội dung 3, tuần 3: Lập lịch CPU Hình thức tổ chức dạy học Thời gian, địa điểm Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Lý thuyết Từ Các khái niệm cơ sở về lập lịch, các Tìm các ví dụ về xếp hàng trong 10 đến Tại GĐ2 tiêu chí và thuật toán lập lịch. Cách đánh giá các thuật toán lập lịch. đời sống hàng ngày, liên hệ với các thuật toán lập lịch đơn giản. Bài tập Từ đến Tại GĐ2 Làm bài tập để nắm vững khái niệm lập lịch, tính thời gian chờ trung bình, thời gian lưu hệ thống. Làm các bài tập ví dụ trên lớp. Thảo luận Từ đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã, … Tự học, tự nghiên cứu Tại thư viện, ở nhà Làm các bài tập được giao về nhà. Nội dung 4, tuần 4 và 5: Đồng bộ hóa tiến trình Hình thức tổ chức dạy học Thời gian, địa điểm Nội dung chính Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Lý thuyết Từ đến Tại GĐ2 Tìm hiểu về cơ sở đồng bộ hóa, các khái niệm miền găng, đoạn mã tới hạn, semaphore, monitor và các giao tác nguyên tố Thử nghiệm một số ví dụ về đồng bộ hóa trước khi học lý thuyết trên lớp để dễ hiểu bài hơn. Bài tập Từ đến Tại GĐ2 Giải được một số bài tập cơ bản về đồng bộ hóa Thảo luận Từ đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã, … Tự học, tự nghiên cứu Tại thư viện, ở nhà Hiểu được tầm quan trọng của Tìm một số ví dụ về đồng bộ hóa và [...]... Giấy, Hà Nội  Địa chỉ liên hệ: P305, nhà E3, Khoa công nghệ thông tin, trường Đại học công nghệ, ĐHQGHN, 144 Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội  Điện thoại: 7547813 Email: ntue@vnu.edu.vn  Các hướng nghiên cứu chính: Cơ sở dữ liệu, Khai phá dữ liệu Thông tin về các giảng viên khác  PGS TS Trịnh Nhật Tiến, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: 7547813  TS Nguyễn Hà Nam, Khoa. .. Ghi chú 1 Nội dung 1 đến 7 Kiểm tra giữa kỳ (60 phút đầu của giờ học tuần thứ 8) 2 Toàn bộ 10 nội dung Thi cuối kỳ Theo lịch chung của Trường Thi lại Theo lịch chung của Trường 3 32 NHẬP MÔN HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1 Thông tin về giảng viên  Họ và tên: Nguyễn Tuệ  Chức danh, học hàm, học vị: TS  Thời gian, địa điểm làm việc: Từ 8g đến 16h30g, P305, nhà E3, Khoa công nghệ thông tin, Đại học công nghệ, ĐHQGHN,... Từ 8g đến 16h30g, P305, nhà E3, Khoa CNTT, Đại học công nghệ, ĐHQG, 144 Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội  Địa chỉ liên hệ: P305, nhà E3, Khoa CNTT, trường Đại học công nghệ, ĐHQGHN, 144 Đường Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội  Điện thoại: 7547813  Email: hanhdp@vnu.edu.vn  Các hướng nghiên cứu chính: Cơ sở dữ liệu, Khai phá dữ liệu Thông tin về các giảng viên khác  TS Nguyễn Tuệ, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN,... 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: 7547813  ThS Đặng Thanh Hải, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: 7547813  ThS Nguyễn Cẩm Tú, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: 7547813 2 Thông tin chung về môn học          Tên môn học: Mã môn học: Số tín chỉ: Môn học: Ngôn ngữ SQL 2 - Bắt buộc:  - Lựa chọn:  Các môn học tiên quyết: Nhập môn... Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: 7547813  ThS Dư Phương Hạnh, Khoa CNTT, E3, ĐHCN, ĐHQGHN, 144, Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội ĐT: 7547813 2 Thông tin chung về môn học          Tên môn học: Mã môn học: Số tín chỉ: Môn học: Nhập môn hệ cơ sở dữ liệu 2   Kiến trúc máy tính, NNLT C/C++ Bắt buộc: Lựa chọn: Các môn học tiên quyết: Các môn học kế tiếp: Các yêu cầu đối với môn học (nếu có): Giờ tín... thực thi của trigger 27 Ghi chú Nội dung 7, tuần 7: Thi giữa kỳ (60’) Hình thức tổ chức dạy học Lý thuyết Thời gian, Nội dung chính địa điểm Yêu cầu SV chuẩn bị Ghi chú Từ đến Tại GĐ2 Bài tập Từ đến Tại GĐ2 Thảo luận Từ đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã, … Tự học, tự nghiên cứu 6 nội dung đã học ở trên Ôn tập 6 nội dung đã học ở trên Tại thư viện, ở nhà Nội dung 8, tuần 8: Các thủ tục được... cả thi lại) STT 1 Nội dung thi, kiểm tra Lịch thi Nội dung 1 đến 8 Kiểm tra giữa kỳ (60 phút đầu của giờ học 16 100% 80-90% 60% 50% 0-40% Lịch kiểm tra Ghi chú tuần thứ 10) 2 3 Toàn bộ 15 nội dung Thi cuối kỳ Theo lịch chung của Trường Thi lại Theo lịch chung của Trường 17 NGÔN NGỮ SQL 1 Thông tin về giảng viên  Họ và tên: Dư Phương Hạnh  Chức danh, học hàm, học vị: ThS  Thời gian, địa điểm làm... dữ liệu Các môn học kế tiếp: Các yêu cầu đối với môn học (nếu có): Giờ tín chỉ đối với các hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết: 10  Làm bài tập trên lớp: 3  Thảo luận: 2  Thực hành ở PTN: 30  Hoạt động theo nhóm: 0  Tự học: 0 Địa chỉ Khoa/ bộ môn phụ trách môn học: Bộ môn Các hệ thống thông tin, P304-305 nhà E3, ĐHQGHN, 144 đường Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội 3 Mục tiêu của môn học  Về kiến thức:... GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã, … - Thực hành tạo khung nhìn với các tùy chọn riêng - Thực hiện truy vấn, sửa đổi dữ liệu thông qua khung nhìn Tự học, tự nghiên cứu Tại thư viện, ở nhà - Thành thạo các thao tác trên khung nhìn - Lưu ý các nguyên tắc sửa đổi dữ liệu thông qua khung nhìn Nội dung 5, tuần 5: Các ràng buộc trên thuộc tính và các bộ Hình thức tổ chức dạy học Lý thuyết Thời gian, Nội dung... ba nội dung trên Tại GĐ2 Thảo luận Từ đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã, … - Làm quen với hệ quản trị ơ sở dữ liệu SQLServer 2000 - Thực hành cài đặt cơ sở dữ liệu mẫu theo hướng dẫn của giáo viên thực hành Tự học, tự nghiên cứu Tại thư viện, ở nhà Thực hành cài đặt cơ sở dữ liệu mẫu bằng dòng lệnh Nội dung 3, tuần 3: Các truy vấn tăng cường Hình thức tổ chức dạy học Lý thuyết Thời gian, Nội