Giới thiệu Khóa học
Khóa học Nguyên lý Hệ điều hành (Operating System Concepts) được biên soạn toàn diện dựa trên giáo trình kinh điển Operating System Concepts – 10th Edition (2018) của các tác giả Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, và Greg Gagne (thường được gọi là “Sách Khủng Long” – Dinosaur Book).
Khóa học cung cấp nền tảng kiến thức cốt lõi, chuyên sâu về cách hệ điều hành hoạt động, quản lý phần cứng, điều phối tiến trình, bộ nhớ, lưu trữ, hệ thống tập tin, cũng như bảo mật, ảo hóa và nghiên cứu thực tế trên nhân Linux và Windows 10.
Cấu trúc chương trình học (9 Phần – 21 Chương)
- Phần 1: Tổng quan (Overview) – Khái niệm, kiến trúc máy tính, cấu trúc hệ điều hành, System Calls và quá trình khởi động hệ thống.
- Phần 2: Quản lý Tiến trình (Process Management) – Tiến trình (Processes), IPC, Đa luồng (Threads & Concurrency), và các thuật toán Định thời CPU (CPU Scheduling).
- Phần 3: Đồng bộ hóa Tiến trình (Process Synchronization) – Critical Section, Mutex, Semaphore, Monitor, các bài toán kinh điển và xử lý Deadlocks.
- Phần 4: Quản lý Bộ nhớ (Memory Management) – Cấp phát bộ nhớ chính, Phân trang (Paging), TLB, Bộ nhớ ảo (Virtual Memory), Demand Paging và Page Replacement.
- Phần 5: Quản lý Lưu trữ (Storage Management) – Cấu trúc HDD/SSD/NVM, thuật toán lập lịch đĩa, RAID và Hệ thống I/O.
- Phần 6: Hệ thống Tập tin (File System) – Giao diện tập tin, thư mục, cấp phát khối đĩa, VFS, Journaling và NFS.
- Phần 7: An toàn và Bảo vệ (Security & Protection) – Các mối đe dọa phần mềm/mạng, mật mã học, xác thực, Protection Rings, Access Matrix, MAC/RBAC.
- Phần 8: Chủ đề Nâng cao (Advanced Topics) – Máy ảo (Virtual Machines), Containers (Docker/Kubernetes) và Hệ thống Phân tán.
- Phần 9: Nghiên cứu Thực tế (Case Studies) – Phân tích kiến trúc nội tại của Hệ điều hành Linux và Windows 10.
Features
- 21 bài giảng chi tiết tương ứng 21 chương sách Operating System Concepts 10th Edition
- Hệ thống bài kiểm tra trắc nghiệm (Quizzes) đánh giá năng lực theo từng chủ đề
- Ví dụ minh họa thực tế với POSIX API, Pthreads, Linux Kernel Modules và Windows 10 internals
- Kiến thức nền tảng quan trọng cho Kỹ sư Hệ thống, An toàn thông tin (Cybersecurity) và Phát triển Phần mềm
Target audiences
- Sinh viên ngành Khoa học Máy tính, Kỹ thuật Phần mềm, An toàn Thông tin
- Lập trình viên muốn hiểu sâu về cách hệ điều hành quản lý tiến trình, đa luồng và bộ nhớ
- Chuyên viên An ninh mạng / Reverse Engineer cần nắm vững kiến trúc Kernel, Process, Memory và Security/Protection của Linux & Windows
Requirements
- Kiến thức cơ bản về ngôn ngữ lập trình C hoặc Java
- Hiểu biết cơ bản về Kiến trúc máy tính (CPU, RAM, I/O)
- Môi trường thực hành Linux (Ubuntu/Debian hoặc máy ảo) để chạy thử các ví dụ hệ thống
Curriculum
- 9 Sections
- 21 Lessons
- 15 Weeks
Expand all sectionsCollapse all sections
- Phần 1: Tổng quan về Hệ điều hành (Part One: Overview)2 ItemsGiới thiệu tổng quan về chức năng của hệ điều hành, tổ chức hệ thống máy tính, kiến trúc đa nhân, chế độ hoạt động (Dual-Mode), System Calls và cấu trúc thiết kế Kernel.
- Phần 2: Quản lý Tiến trình & Đa luồng (Part Two: Process Management)4 ItemsNghiên cứu khái niệm Tiến trình (Process), lập lịch tiến trình, truyền thông liên tiến trình (IPC), lập trình đa luồng (Threads & Concurrency) và các giải thuật định thời CPU (CPU Scheduling).
- 2.1Chương 3: Tiến trình và Truyền thông Liên tiến trình (Processes & IPC)120 minutes
- 2.2Chương 4: Luồng và Xử lý Đồng thời (Threads & Concurrency)105 minutes
- 2.3Chương 5: Định thời CPU (CPU Scheduling)120 minutes
- 2.4Bài kiểm tra số 1: Tổng quan HĐH, Tiến trình, Đa luồng & Định thời CPU20 minutes4 Questions
- Phần 3: Đồng bộ hóa Tiến trình & Deadlocks (Part Three: Process Synchronization)3 ItemsGiải quyết bài toán tranh chấp dữ liệu (Race Condition), vùng găng (Critical Section), các công cụ đồng bộ hóa phần cứng/phần mềm (CAS, Mutex, Semaphore, Monitor), các bài toán đồng bộ kinh điển và xử lý Deadlocks.
- Phần 4: Quản lý Bộ nhớ (Part Four: Memory Management)3 ItemsQuản lý bộ nhớ vật lý (Main Memory), cơ chế phân trang (Paging), bảng trang (Page Table), TLB, Swapping và Bộ nhớ ảo (Virtual Memory: Demand Paging, Copy-on-Write, Page Replacement, Thrashing).
- Phần 5: Quản lý Lưu trữ & Hệ thống I/O (Part Five: Storage Management)2 ItemsCấu trúc lưu trữ thứ cấp (HDD, NVM/SSD), thuật toán lập lịch đĩa (Disk Scheduling), cấu hình RAID, phần cứng I/O và phân hệ Kernel I/O Subsystem.
- Phần 6: Hệ thống Tập tin (Part Six: File System)3 ItemsGiao diện hệ thống tập tin (File-System Interface), cấu trúc thư mục, phương pháp cấp phát khối dữ liệu, quản lý vùng trống, Virtual File System (VFS), Journaling và hệ thống tập tin mạng (NFS).
- Phần 7: An toàn và Bảo vệ Hệ thống (Part Seven: Security and Protection)2 ItemsBảo mật hệ thống trước các mối đe dọa chương trình và mạng (Buffer Overflow, Code Injection, Malware), mật mã học, xác thực người dùng, cùng các cơ chế bảo vệ nội tại (Protection Rings, Access Matrix, RBAC, MAC, Capabilities).
- Phần 8: Chủ đề Nâng cao - Ảo hóa & Phân tán (Part Eight: Advanced Topics)2 ItemsCông nghệ ảo hóa (Virtual Machines, Hypervisors Type 0/1/2, Hardware Assistance), Containers (Docker, Kubernetes) và kiến trúc Mạng & Hệ thống Phân tán (Distributed Systems).
- Phần 9: Nghiên cứu Thực tế - Linux & Windows 10 (Part Nine: Case Studies)3 ItemsPhân tích chuyên sâu kiến trúc thực tế của hai hệ điều hành phổ biến nhất thế giới: Hệ điều hành Linux (Kernel 4.x+) và Microsoft Windows 10.
Instructor
