Giáo án Bài 1. Hệ điều hành

Huy động kiến thức nền, nhận ra vai trò điều phối của hệ điều hành và xác định vấn đề cần giải quyết trong bài.

GV nêu tình huống: bạn đang soạn báo cáo, đồng thời mở trình phát âm thanh và chuẩn bị lưu tệp vào USB thì một ứng dụng bị đơ, màn hình không phản hồi.
GV đặt câu hỏi: (1) Thành phần nào điều khiển việc mở nhiều ứng dụng, cấp bộ nhớ và ghi tệp vào USB? (2) Khi một ứng dụng không phản hồi, em nên làm gì trước: tắt máy ngay hay xử lí từng bước?

Dự kiến HS trả lời: hệ điều hành điều phối tài nguyên (bộ nhớ, tệp, thiết bị) cho các ứng dụng; không nên tắt máy ngay mà cần lưu công việc khác và nhờ người phụ trách.
GV ghi các ý lên bảng và dẫn vào bài: hệ điều hành là gì, quản lí những gì và xử lí thế nào khi ứng dụng treo.

Nêu được năm nhóm nhiệm vụ quản lí của hệ điều hành và lấy được ví dụ minh họa cho từng nhóm.

HS làm việc nhóm 4 theo kĩ thuật khăn trải bàn. Mỗi nhóm nhận Phiếu học tập số 1 gồm bảng năm chức năng. Mỗi HS đọc phần “Hiểu cách hoạt động” trên trang NeoEdu hoặc SGK trong 3 phút, ghi lại một ví dụ cho một chức năng vào ô của mình, sau đó nhóm thống nhất nội dung chung vào giữa khăn trải bàn.
Câu hỏi GV đặt ra: “Khi bạn lưu báo cáo vào USB, hệ điều hành đang quản lí những gì?”

Nhóm hoàn thành bảng:

• Tiến trình: chương trình đang thực thi; hệ điều hành điều phối để nhiều việc cùng tiến triển.
• Bộ nhớ: giữ dữ liệu và chương trình đang dùng.
• Tệp: quản lí tệp và vị trí lưu, ví dụ lưu báo cáo vào USB.
• Thiết bị: điều phối vào ra, ví dụ loa phát âm thanh, USB nhận dữ liệu.
• Giao tiếp người dùng: tiếp nhận lệnh và hiển thị kết quả cho người dùng.
  Kiến thức HS rút ra: hệ điều hành quản lí tiến trình, bộ nhớ, tệp, thiết bị và giao tiếp người dùng; nhiệm vụ này khác với tác vụ của từng ứng dụng.

Giải thích được đa nhiệm là phân phối thời gian và tài nguyên, không phải mọi lệnh chạy cùng lúc trên một lõi; nêu được cách xác định căn cứ đúng khi nói về phần cứng.

HS làm việc cặp đôi. GV nêu câu hỏi: (1) Hai ứng dụng cùng mở trên màn hình có chắc chắn đang chạy đồng thời trên hai lõi không? (2) Vì sao trên một lõi vẫn có thể thực hiện nhiều công việc cùng tiến triển? (3) Hệ điều hành máy cá nhân và thiết bị di động khác nhau ở điểm nào về giao diện và cách chạy ứng dụng?

Dự kiến kết luận: Đa nhiệm là phân phối luân phiên thời gian và tài nguyên để nhiều công việc cùng tiến triển; giao diện cùng mở không đủ để kết luận hai lõi chạy đồng thời. Muốn biết số lõi cần thông số phần cứng hoặc công cụ được phép kiểm tra, không suy ra chỉ từ cửa sổ đang mở.
Hệ điều hành máy cá nhân và thiết bị di động có giao diện và chính sách ứng dụng khác nhau; cần đối chiếu theo thiết bị cụ thể.

Củng cố nhận biết chức năng hệ điều hành, đa nhiệm, xử lí ứng dụng không phản hồi và ghép tài nguyên.

HS làm Phiếu học tập số 2 gồm các câu 1 đến 6 (trắc nghiệm, đúng/sai và ghép). Làm cá nhân 4 phút, sau đó đối chiếu với bạn cùng bàn 2 phút, cuối cùng GV chiếu đáp án.

Đáp án:

1. A. Tài nguyên và thực thi chương trình. Nhiệm vụ nền tảng khác với tác vụ ứng dụng.
2. Đúng. Nhiều công việc tiến triển nhờ điều phối luân phiên.
3. A. Quản lí hệ thống tệp. Tệp và vị trí lưu được hệ điều hành quản lí.
4. Sai. Kết thúc tiến trình lạ có thể phá hoạt động hệ thống hoặc làm mất dữ liệu.
5. Bộ nhớ: giữ dữ liệu và chương trình đang dùng; Thiết bị: vào ra được điều phối; Tiến trình: chương trình đang thực thi.
6. A. Bảo toàn công việc và xử lí đúng ứng dụng, giảm nguy cơ mất dữ liệu.

Vận dụng kiến thức để phân tích tài nguyên cần dùng, xác định vai trò điều phối của hệ điều hành và đề xuất cách xử lí an toàn khi ứng dụng treo.

Nhóm 4 HS thực hiện nhiệm vụ: phân tích tình huống vừa soạn báo cáo, vừa nghe âm thanh và lưu tệp vào USB được phép. Theo quy trình: (1) Liệt kê các tài nguyên cần dùng; (2) Ghép nhiệm vụ quản lí của hệ điều hành; (3) Nêu cách xử lí khi một ứng dụng không phản hồi. Trình bày sản phẩm hoặc quy trình đủ để GV kiểm tra, không thao tác phần mềm để chấm.

Sản phẩm tham khảo (dữ liệu mẫu):

• Liệt kê tài nguyên: soạn báo cáo cần bộ nhớ và tệp; nghe âm thanh cần thiết bị ra (loa); lưu USB cần hệ thống tệp và thiết bị lưu trữ.
• Điều phối: hệ điều hành phân phối thời gian và tài nguyên cho ba công việc để chúng cùng tiến triển.
• Xử lí khi treo: chờ hoặc lưu công việc khác, nhờ người phụ trách, kết thúc đúng ứng dụng khi được phép, không tắt tiến trình ngẫu nhiên.
  Thang đánh giá gợi ý: ba ứng dụng hoặc tài nguyên 0,4 điểm; điều phối của hệ điều hành 0,3 điểm; xử lí treo bảo toàn dữ liệu và đúng quyền 0,3 điểm. Chấp nhận phương án tương đương đúng, có lí giải và an toàn.