CPU – RAM – ROM

CPU – Bộ nhớ – Thiết bị vào/ra

Chuột – Bàn phím – Màn hình

Mạng LAN – Router – Switch

CPU, bộ nhớ, I/O

CPU, GPU, Sound card

Bàn phím, chuột, màn hình

Ram, ổ cứng, loa

Giải trí, làm việc, học tập

Chỉ dùng trong nghiên cứu khoa học

Chỉ để xử lý văn bản

Không có ứng dụng thực tế

Hệ điều hành

Công nghệ phần cứng sử dụng (đèn điện tử, transistor, IC…)

Kích thước máy tính

Giá thành sản phẩm

Chương trình được lưu trong ngăn kéo

Chương trình và dữ liệu được lưu trong bộ nhớ

Tách dữ liệu ra khỏi máy tính

CPU không thể truy cập bộ nhớ

Dùng nhiều CPU chạy song song

Dùng chung bộ nhớ cho chương trình và dữ liệu

Không có ALU

Không hỗ trợ nhập/xuất dữ liệu

Tốc độ CPU quá nhanh so với bộ nhớ và băng thông truyền dữ liệu thấp

CPU quá chậm

Bộ nhớ không hoạt động

Dữ liệu không thể được lưu trữ

Harvard dùng chung bộ nhớ cho dữ liệu và chương trình

Harvard tách riêng bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu

Harvard không có CPU

Harvard không có bộ nhớ

Dùng trong đa số máy tính cá nhân hiện nay

Chỉ dùng trong robot

Chỉ dùng trong máy tính cổ

Không còn được sử dụng nữa

x86

MIPS

ARM

RISC-V

Truyền dữ liệu và tín hiệu điều khiển

Tăng tốc độ CPU

Lưu trữ dữ liệu

Điều khiển nguồn

Bus song song và bus nối tiếp

Bus dữ liệu – Bus địa chỉ – Bus điều khiển

Bus nội bộ – Bus ngoại vi

Bus ROM – Bus RAM

Bus nội bộ và bus hệ thống

Bus RAM và bus CPU

Bus điều khiển và bus tín hiệu

Bus nguồn và bus xung

Truyền liên tục không cần đồng bộ

Truyền theo gói

Truyền theo chu kỳ đồng hồ

Truyền bằng tín hiệu analog

Dung lượng lưu trữ

Số bit truyền trong một lần

Tốc độ CPU

Tốc độ ổ cứng

Tốc độ bus × độ rộng bus

Tốc độ CPU × RAM

Số thiết bị kết nối

Dung lượng cache

RAM → Cache → HDD

SSD → RAM → CPU

Thanh ghi → Cache → RAM → SSD/HDD

ROM → RAM → CPU

PROM và EPROM

DRAM và SRAM

Flash và EEPROM

DDR và HDD

PROM ghi 1 lần; EPROM xóa bằng UV; EEPROM xóa/ghi bằng điện

Cả 3 đều ghi 1 lần

EPROM và EEPROM không ghi lại được

EEPROM xóa bằng UV

Bộ nhớ chính

Bộ nhớ tốc độ cao nằm giữa CPU và RAM

CPU tìm thấy dữ liệu trong cache

CPU tìm thấy dữ liệu trong RAM

CPU ghi dữ liệu vào cache bị lỗi

CPU tắt cache

Hit rate × Miss rate

Hit time – Miss penalty

Miss rate × Cache size

Hit time + Miss rate × Miss penalty

L1, L2, L3

RAM 1, RAM 2

CPU 1, CPU 2

SSD, HDD

Mỗi block RAM ánh xạ đến 1 vị trí duy nhất trong cache

Block có thể vào bất kỳ vị trí nào

Chia cache thành nhiều tập

Không sử dụng bit kiểm tra

Conflict miss

Capacity miss

Compulsory miss

System miss

LRU, FIFO, Random

LRU, SSD, RAM

FIFO, USB, HDD

Round Robin

ROM, RAM

ALU, CU, thanh ghi

HDD, SSD, RAM

ALU, GPU

ALU – Thanh ghi – CU

ROM – RAM – HDD

Cache – HDD – GPU

Bus – nguồn – mainboard

ALU điều khiển, CU tính toán

ALU tính toán, CU điều khiển

Cả hai đều lưu dữ liệu

Cả hai đều là bộ nhớ

Bộ tính toán, thực hiện phép toán số học

Bộ điều khiển, quản lý hoạt động CPU

Bộ nhớ tạm thời, lưu dữ liệu

Bộ chuyển đổi điện áp

Bộ nhớ ngoài; gồm HDD và SSD

Bộ nhớ nhanh trong CPU; gồm PC, IR, MAR, MBR

Bộ nhớ đệm của ổ cứng

Bộ nhớ tạm của GPU

Fetch – Decode – Execute

Load – Save – Exit

Read – Write – Jump

Copy – Paste – Run

Lưu dữ liệu tính toán

Lưu địa chỉ của lệnh kế tiếp

Lưu kết quả ALU

Lưu mã máy của lệnh hiện tại

Lưu địa chỉ RAM

Lưu lệnh đang thực thi

Lưu dữ liệu từ bàn phím

Lưu trạng thái CPU

Hardwired dễ sửa, Microprogrammed cứng nhắc

Hardwired nhanh, Microprogrammed linh hoạt

Hardwired chậm, Microprogrammed chậm hơn

Cả hai đều giống nhau

Nối CPU với GPU, tăng tốc độ xung nhịp

Chia xử lý thành nhiều giai đoạn, tăng throughput

Dùng để truyền dữ liệu qua mạng

Lưu dữ liệu tạm

2 tầng

3 tầng

4 tầng

5 tầng (IF – ID – EX – MEM – WB)

(n + k – 1) × chu kỳ

n × k × chu kỳ

n/k

n × tốc độ CPU

Speedup = 1 / (n – k)

Speedup = Thời gian tuần tự / Thời gian pipeline

Speedup = k × n

Các lệnh phải độc lập và không gây xung đột

Tốc độ xung nhịp phải thấp

CPU chỉ chạy 1 tiến trình

Không cần đồng bộ giữa các stage

Pipeline tĩnh

Pipeline động, Superpipeline, Superscalar

Pipeline song song với cache

Pipeline nghịch đảo

Ưu: tăng hiệu năng. Nhược: tăng độ trễ

Ưu: giảm chi phí. Nhược: tốn ít phần cứng

Ưu: xử lý tuần tự hơn. Nhược: khó quản lý

Ưu: giảm tốc độ CPU. Nhược: giảm thông lượng

Điều khiển – Bộ nhớ – Cấu trúc

Dữ liệu – Điều khiển – Cấu trúc

Mạch – Nhịp – Mã máy

Tốc độ – Dòng dữ liệu – Tính toán

Thêm RAM và tăng xung CPU

Dự đoán nhánh, forwarding, hazard detection, stall hợp lý

Xóa các stage

Giảm độ dài lệnh

Danh sách file phần mềm; kiến trúc CMOS

Bộ lệnh CPU hiểu; kiến trúc RISC và CISC

Mã nguồn; kiến trúc BIOS

Binary của hệ điều hành

Lệnh cấp cao; gồm hàm + biến

Lệnh CPU hiểu trực tiếp; gồm opcode + toán hạng

Lệnh hệ điều hành; gồm kernel + shell

Lệnh lập trình web; gồm thẻ + thuộc tính

Tính toán, điều khiển, vào/ra; ưu: mạnh, nhược: ít dùng

Số học, logic, nhảy, load/store; ưu: đơn giản, nhược: cần nhiều lệnh

Hệ thống, đa nhiệm, tài nguyên; ưu: nhanh, nhược: nặng

Điều khiển, dịch vụ; ưu: đa dạng, nhược: chậm

CISC – x86

RISC – ARM

ARM – x86_64

MIPS – CISC

Là opcode; nằm trong ALU

Là dữ liệu/địa chỉ mà lệnh tác động; nằm trong thanh ghi, bộ nhớ hoặc ngay trong lệnh

Là thanh ghi; nằm ngoài CPU

Là bộ nhớ phụ; nằm trên ổ cứng

Chuỗi ký tự; nhóm logic, đồ họa

Mã nhị phân CPU hiểu; nhóm số học–logic–nhảy–load/store

Mã nguồn; nhóm điều khiển web

File phần mềm; nhóm IO

Cách CPU truy cập tiến trình; giúp tăng tốc độ IO

Cách CPU xác định địa chỉ toán hạng; giúp linh hoạt truy cập dữ liệu

Cách CPU chọn lệnh; giúp nạp chương trình nhanh

Cách RAM quản lý file

Trực tiếp, gián tiếp, thanh ghi, dịch chuyển; ví dụ: MOV A, 5

Nhị phân, thập phân; ví dụ: 1001

Nén, giải nén; ví dụ: gzip

Cache, pipeline; ví dụ: L1

Phần mềm chơi game; phát triển từ Android

Phần mềm quản lý tài nguyên; phát triển từ batch → time-sharing → đa nhiệm → hiện đại

Trình duyệt; phát triển từ Netscape

Mạng máy tính; phát triển từ LAN

Làm đẹp giao diện

Quản lý tài nguyên, cung cấp môi trường chạy chương trình

Giảm nhiệt độ CPU

Tăng dung lượng RAM

Kernel, Shell, System programs

File Office, Driver game, API web

Trình duyệt, CPU ảo, mạng

BIOS, firmware, bus

Tính toán số học

Quản lý CPU, bộ nhớ, tiến trình, file, thiết bị; các chức năng liên kết hỗ trợ nhau

Dịch mã lệnh

Thiết kế giao diện

Lệnh Python

Cơ chế để chương trình yêu cầu dịch vụ từ kernel; thực thi qua trap/switch mode

Chức năng của driver

API mạng

Giống nhau hoàn toàn

System call chạy trong kernel; thư viện là hàm trung gian; API là đặc tả giao diện

API chạy trong kernel

Thư viện là phần cứng

Tiến trình là file .exe; chương trình là RAM

Tiến trình là chương trình đang chạy; chương trình chỉ là mã tĩnh

Tiến trình là CPU; chương trình là ROM

Tiến trình là bộ nhớ ảo; chương trình là bộ nhớ chính

CPU, RAM, ổ cứng

PCB, mã chương trình, dữ liệu, stack, heap

File hệ thống và driver

Kernel và shell

Cha là hệ điều hành, con là CPU, zombie là RAM

Cha tạo ra tiến trình khác; con là tiến trình được tạo; zombie là tiến trình kết thúc nhưng chưa được thu dọn

Cha chạy nhanh hơn; con chạy chậm hơn; zombie chạy ẩn

Zombie là tiến trình bị lỗi

Linux dùng thread, Windows dùng BIOS

Linux dùng fork(); Windows dùng CreateProcess(); khác biệt lớn nhất: fork sao chép tiến trình hiện tại, Windows tạo mới hoàn toàn

Linux dùng API web

Windows không tạo tiến trình mới

Danh sách file; root là BIOS

Cấu trúc phân cấp cha–con; Linux: init/systemd; Windows: System và smss.exe

Cấu trúc CPU

Danh sách thư viện

Dung lượng RAM và GPU

PID, trạng thái, bộ đếm chương trình (PC), thanh ghi, quyền, thông tin bộ nhớ, thông tin lịch trình

Ổ cứng và card âm thanh

Phiên bản kernel

Vì CPU quá yếu; gồm 2 trạng thái

Để quản lý, chuyển đổi và lập lịch hiệu quả; gồm New, Ready, Running, Blocked, Terminated

Vì RAM đầy

Vì GPU cần hỗ trợ

Luồng là phần cứng

Luồng là đơn vị thực thi nhỏ nhất; tiến trình chứa một hoặc nhiều luồng

Luồng là file exe

Luồng là RAM

Không chia sẻ gì

Chia sẻ mã, dữ liệu, heap; không chia sẻ stack và thanh ghi

Chia sẻ stack

Không chia sẻ bộ nhớ

Ưu: chậm; Nhược: tốn GPU

Ưu: tận dụng CPU tốt, tăng tốc độ; Nhược: dễ xảy ra tranh chấp tài nguyên và lỗi đồng bộ

Ưu: giảm bộ nhớ; Nhược: không lập lịch được

Ưu: giảm điện năng; Nhược: tăng RAM

Luồng cho tác vụ nhẹ, chia sẻ dữ liệu; tiến trình cho tác vụ độc lập, cô lập an toàn

Luồng cho tác vụ nặng; tiến trình cho tác vụ nhỏ

Luồng cho đồ họa; tiến trình cho web

Dùng ngẫu nhiên

File cấu hình; gồm GPU và RAM

Cấu trúc lưu thông tin tiến trình; gồm PID, trạng thái, PC, thanh ghi, thông tin bộ nhớ, thông tin lập lịch

Bộ nhớ đệm; gồm cache và TLB

File exe; gồm mã nguồn

Cấu trúc mạng; gồm IP và port

Cấu trúc quản lý luồng; gồm ID luồng, thanh ghi, stack, trạng thái

Trình điều khiển I/O; gồm driver và cache

RAM ảo; gồm heap và page

Phân chia RAM; do MMU thực hiện

Quyết định tiến trình nào dùng CPU; do scheduler thực hiện

Tăng tốc CPU; do BIOS thực hiện

Điều khiển nguồn; do kernel thực hiện

Khi RAM đầy

Khi tiến trình vào/ra trạng thái, ngắt xảy ra, hoặc CPU rỗi

Khi mở file

Khi shutdown

Tuổi thọ CPU và độ sáng màn hình

Từ góc nhìn người dùng: thời gian chờ, thời gian đáp ứng; từ hệ thống: throughput, hiệu suất CPU

Dung lượng ổ cứng

Tốc độ mạng

Nhóm đồ họa và nhóm mạng

Không ưu tiên: FCFS, SJF, RR; Ưu tiên: Priority, Multilevel Queue

Nhóm GPU và nhóm CPU

Nhóm file và nhóm tiến trình

FCFS nhanh nhất; RR chậm nhất

SJF tối ưu thời gian trung bình nhưng cần dự đoán CPU; RR công bằng nhưng overhead cao

Priority không có starvation

Tất cả như nhau

Dữ liệu bị truy cập bởi 1 tiến trình; giải bằng tăng RAM

Nhiều tiến trình truy cập chung gây sai lệch; giải bằng khóa, semaphore, mutex

Không có race condition

Giải bằng kernel

Nhanh – nhẹ – đẹp

Mutual exclusion, progress, bounded waiting

Mạnh – bền – rẻ

Không cần điều kiện

BIOS và GPU

Mutex, semaphore, monitor; đặc điểm: đảm bảo truy cập tuần tự và tránh race condition

API web

SMTP

CPU quá nóng; cần 1 điều kiện

Các tiến trình chờ nhau vô hạn; 4 điều kiện: loại trừ lẫn nhau, giữ–chờ, không thu hồi, chờ vòng

RAM đầy

File bị khóa

Mạng xã hội

Đồ thị cấp phát tài nguyên (RAG); mô tả quan hệ tiến trình–tài nguyên

Cây thư mục

Bảng mã ASCII

Restart máy tính

Phòng tránh, phòng ngừa, phát hiện – phục hồi

Tăng CPU

Xóa file temp

Quản lý ổ cứng

Cấp phát, thu hồi, bảo vệ và ánh xạ địa chỉ

Tăng tốc GPU

Chống virus

Địa chỉ RAM vật lý; từ 0 → 1 TB

Địa chỉ CPU nhìn thấy; nếu CPU dùng n-bit thì từ 0 → $$2^n - 1$$

Địa chỉ mạng

Địa chỉ MAC

Địa chỉ do ổ cứng quyết định

Địa chỉ thật trên RAM; phạm vi dựa vào dung lượng RAM (ví dụ 8 GB → 0 → 8GB−1)

Địa chỉ của CPU

Địa chỉ của tiến trình

Chia ổ cứng thành nhiều phân vùng; dùng cho Windows

Chia bộ nhớ thành nhiều vùng cho tiến trình; dùng trong hệ điều hành cổ điển

Chia mạng thành subnet

Chia file thành block

BFS, DFS

First-Fit, Best-Fit, Worst-Fit

Dijkstra

Bubble Sort

Ưu: nhanh; Nhược: tốn điện

Ưu: đơn giản; Nhược: phân mảnh ngoài, khó mở rộng

Ưu: không phân mảnh; Nhược: phức tạp

Ưu: tiết kiệm GPU; Nhược: chậm

Tăng tốc CPU

Chia bộ nhớ thành khung trang–trang, loại bỏ phân mảnh ngoài, dùng bảng trang để ánh xạ

Chia file PDF

Gửi dữ liệu mạng

Khung trang + offset

Số hiệu trang + độ dời

MAR + MBR

PC + IR

Trang + RAM

Số hiệu trang tra bảng trang → khung trang → ghép với độ dời

CPU tự đoán vị trí

Ổ cứng lưu trực tiếp

Danh sách file; phần tử gọi là FTE

Cấu trúc quản lý mạng; phần tử là MTU

Bảng ánh xạ trang–khung; phần tử là PTE

Bảng chia sẻ tiến trình; phần tử là PCB

Chỉ số tiến trình

Số khung trang, bit hợp lệ, bit bảo vệ, bit tham chiếu, …

Mã lệnh CPU

Địa chỉ IP

CPU tự tính toán

Số hiệu trang → tra bảng trang → lấy khung trang → cộng offset

RAM gửi trực tiếp

GPU xử lý

Ưu: đơn giản; nhược: tốn CPU

Ưu: không phân mảnh ngoài; nhược: bảng trang lớn, phải tra bảng → chậm

Ưu: không phân mảnh; nhược: không thể mở rộng

Ưu: tiết kiệm điện; nhược: nóng máy

Khi truy cập trang chưa có trong bộ nhớ; gồm lỗi trang nhẹ và lỗi trang nặng

Khi CPU quá nhiệt; gồm lỗi phần mềm và phần cứng

Khi tiến trình kết thúc; gồm lỗi đóng và mở

Khi mạng nghẽn; gồm lỗi truyền và nhận

Bộ nhớ USB

Bộ nhớ đệm bảng trang; tra nhanh: nếu TLB hit → lấy khung trang ngay, nếu miss → tra bảng trang

Bộ nhớ GPU

Cache ổ cứng

EMAT = CPU × RAM

EMAT = TLB_hit_rate × (t_TLB + t_mem) + TLB_miss_rate × (t_TLB + 2×t_mem)

EMAT = RAM/CPU

EMAT = 1/tốc độ

Chia file thành block; code, data

Chia bộ nhớ theo logic chương trình; các đoạn chính: code, data, stack

Chia tiến trình thành thread

Nén dữ liệu

Số hiệu trang + độ dời

Số hiệu đoạn + độ dời

Base + limit

Khung + offset

Bảng ánh xạ trang–khung; mỗi mục là PTE

Bảng ánh xạ đoạn; mỗi mục gồm base và limit

Bảng phân mảnh; mỗi mục là kích thước

Bảng tiến trình; mỗi mục là PID

offset → tra bảng trang → frame + offset

segment → tra bảng đoạn → kiểm tra limit → physical = base + offset

page → tra TLB → physical

logical → encrypt → physical

Ưu: loại bỏ phân mảnh; Nhược: khó chia; dùng riêng lẻ

Ưu: gần logic chương trình, bảo vệ; Nhược: phân mảnh ngoài; thường kết hợp với phân trang

Ưu: nhanh hơn phân trang; Nhược: chậm khi nạp

Ưu: tiết kiệm đĩa; Nhược: tốn CPU

RAM ảo lý mở rộng bằng phần mềm; cần để chạy nhiều tiến trình và chạy chương trình lớn hơn RAM

Ổ đĩa cứng; cần để lưu file

Cache CPU; cần để tăng tốc ALU

Bộ nhớ GPU; cần cho đồ họa

Hoán trang = đổi toàn bộ tiến trình; phân trang = chia theo byte

Hoán trang = di chuyển trang giữa RAM và đĩa theo yêu cầu; phân trang là chia địa chỉ thành trang–khung (không nhất thiết hoán trang)

Hoán trang = xóa bộ nhớ; phân trang = nhân bản bộ nhớ

Hoán trang = tăng tốc CPU; phân trang = giảm tốc

Page là khung vật lý; frame là phần mềm

Page là phần trên đĩa/logic; frame là khung vật lý trong RAM; page được nạp vào một frame

Cả hai đều là thanh ghi CPU

Page là opcode; frame là operand

Khi CPU lỗi thời

Khi truy cập trang không có trong RAM (phải nạp từ đĩa)

Khi ổ cứng đầy

Khi cache đầy

Tắt máy → khởi động lại

Trap vào OS → chọn frame → nạp trang từ đĩa → cập nhật bảng trang → tiếp tục thực thi

Ghi log rồi bỏ qua

Chuyển sang chế độ an toàn

BFS, DFS, Dijkstra

FIFO, LRU, Optimal, Clock, NFU/Aging

Round Robin, FCFS, SJF

RSA, AES, MD5

Loại trang lâu không dùng; nhanh nhưng tốn phần cứng

Loại trang vào trước ra trước; đơn giản nhưng dễ gây lỗi Belady

Loại trang dùng nhiều nhất; chậm nhưng chính xác

Loại trang có độ dời lớn nhất; khó triển khai

Loại trang mới dùng gần nhất; tốn ít chi phí

Loại trang lâu không được dùng nhất; hiệu quả nhưng tốn theo dõi

Loại trang dùng nhiều nhất; nhanh

Loại trang có limit nhỏ nhất; chậm

Loại trang được dùng gần nhất; vì quá chậm

Loại trang có tuổi cao nhất; vì tốn bộ nhớ

Loại trang sẽ dùng xa nhất trong tương lai; khó vì cần biết trước tương lai

Loại trang lớn nhất; do phần cứng không hỗ trợ

RAM đầy → tăng xung CPU

CPU chạy quá nhanh

Hệ thống dành quá nhiều thời gian hoán trang; do thiếu frame; khắc phục bằng tăng RAM hoặc dùng working-set

Ổ cứng lỗi

Trang lớn → giảm phân mảnh nội nhưng tăng bảng trang

Trang nhỏ → giảm tra bảng trang

Trang lớn → giảm số entry TLB

Trang lớn → giảm số lỗi trang, nhưng tăng phân mảnh nội

Lưu file gần nhất

Bộ nhớ đệm ánh xạ địa chỉ; tra trước bảng trang, nếu trúng (hit) thì đổi địa chỉ nhanh

Lưu tiến trình

Sao chép RAM

EMAT = 1 / hit rate

EMAT = TLB_hit_rate × TLB_time + TLB_miss_rate × (Memory_time × 2) + Page_fault_rate × Page_fault_time

EMAT = Memory_time × 10

EMAT = TLB_time − Memory_time

Quản lý CPU

Quản lý bộ nhớ

Quản lý lưu trữ: file, thư mục, không gian đĩa

Quản lý luồng

Quản lý tiến trình

Tổ chức lưu trữ file; chức năng: lưu, đọc/ghi, bảo vệ, quản lý không gian đĩa

Tăng tốc CPU

Quản lý RAM

NTFS, FAT32, ext4; khác nhau ở bảo mật, kích thước file, độ ổn định

SQL, NoSQL, MongoDB

HTML, CSS

TCP, UDP

Đơn vị lưu trữ dữ liệu; thuộc tính: tên, loại, kích thước, quyền, thời gian

Chỉ là thư mục; thuộc tính: màu sắc

Là tiến trình; thuộc tính: PID

Là thiết bị mạng; thuộc tính: IP

File đặc biệt để chứa file; cấu trúc: cây, đồ thị

Khu vực RAM

CPU cache

Thiết bị ảo

Copy, paste, reboot

Tạo, mở, đọc, ghi, đóng, xóa

Ping, tracert

Run, compile

FAT, NTFS

Liên tục – nhanh nhưng phân mảnh; Liên kết – không phân mảnh nhưng truy cập chậm; Chỉ mục – linh hoạt nhưng tốn overhead

CPU, GPU

ROM, RAM

Dùng CPU để đếm

Dùng RAM để lưu

Bitmap – đánh dấu bit; Linked list – nối các khối trống

Sử dụng GPU

Symlink trỏ tới đường dẫn file, có thể trỏ khác ổ; Hard link trỏ tới inode, không khác hệ thống file

Symlink là bản sao file; Hard link là nén file

Symlink là hash file; Hard link là copy file

Symlink là shortcut; Hard link là RAM

Tăng tốc CPU

Quyền truy cập và ACL

Tắt máy nhanh

Tăng dung lượng

Ghi log thay đổi trước khi thực hiện để tránh mất dữ liệu

Lưu file media

Tối ưu GPU

Quét virus

Quản lý tiến trình

Quản lý hoạt động đĩa: bộ điều khiển, scheduler, bộ đệm

Quản lý internet

Quản lý CPU

Tăng tốc CPU

Chuẩn bị đĩa để lưu trữ: low-level + partition + logical format

Làm sạch RAM

Đặt mật khẩu

Chia đĩa thành nhiều vùng; gồm primary, extended, logical

Chia RAM

Chia CPU

Chia mạng

Sắp xếp thứ tự xử lý yêu cầu đĩa để giảm thời gian di chuyển đầu đọc

Sắp xếp tiến trình CPU

Sắp xếp mạng

Tăng dung lượng ổ cứng

FCFS, SSTF, SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOK

FIFO, LIFO

DFS, BFS

A*, UCS

FCFS công bằng nhưng chậm; SSTF nhanh nhưng dễ starvation; SCAN/LOOK ổn định; C-SCAN/C-LOOK phân phối đều

FCFS nhanh nhất; SSTF tránh starvation; SCAN/LOOK không dùng; C-SCAN/C-LOOK kém ổn định

FCFS tối ưu seek; SSTF công bằng nhất; SCAN/LOOK chỉ dành cho SSD; C-SCAN/C-LOOK làm chậm đầu đọc

Các thuật toán cho kết quả giống nhau, không có ưu nhược điểm khác biệt

Mảng đĩa độc lập; mục đích: tăng tốc + an toàn; gồm RAID 0,1,5,10

Thuật toán CPU

Giao thức mạng

Định dạng file

RAID 0 – striping; RAID 1 – mirroring; RAID 5 – parity; RAID 10 – mirror + stripe

Tăng xung CPU

Nén dữ liệu

Dùng GPU

Tổ chức giao tiếp thiết bị; mục tiêu: hiệu quả, công bằng, trừu tượng hóa thiết bị

Tăng tốc CPU

Nén RAM

Sửa lỗi mạng

Phần mềm trung gian điều khiển thiết bị

Phần cứng CPU

Bộ nguồn máy tính

Router

Tín hiệu từ thiết bị yêu cầu CPU xử lý; CPU tạm dừng, lưu trạng thái, xử lý ISR

Tín hiệu tắt máy

Lỗi RAM

Reset hệ thống

Bộ điều khiển cho phép thiết bị truy cập RAM trực tiếp, giảm tải CPU

Tăng tốc GPU

Công cụ format đĩa

Bộ nhớ cache

Cơ chế xếp hàng I/O, lưu dữ liệu vào bộ nhớ/đĩa để thiết bị xử lý dần

Tắt thiết bị sau khi sử dụng

Sao lưu dữ liệu của ổ cứng

Xoay vòng CPU trong hệ điều hành

User-level I/O, Device-independent I/O, Device Drivers, Hardware

CPU, RAM, ROM, Cache

BIOS, Kernel, Shell, Applications

NIC, Printer, Keyboard, Monitor