Operating system - Hệ điều hành là gì?

02/May/2021 Lượt xem: 42

* Khái niệm Hệ điều hành:

Hệ điều hành là một hệ thống các chương trình hoạt động giữa ngƣời sử dụng (user) và phần cứng của máy tính. Mục tiêu của hệ điều hành là cung cấp một môi trường thuận lợi để ngƣời sử dụng có thể thi hành các chương trình.

Hệ điều hành thực hiện quản lý các tài nguyên máy tính. Hệ điều hành làm cho máy tính dễ sử dụng hơn, thuận lợi hơn và hiệu quả hơn.

* Chức năng chính:

Bao gồm hai chức năng:

Quản lý chia sẻ tài nguyên

Tài nguyên của hệ thống (CPU, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi,…) vốn rất giới hạn, nhưng trong các hệ thống đa nhiệm, nhiều người sử dụng có thể đồng thời yêu cầu nhiều tài nguyên. Để thỏa mãn yêu cầu sử dụng chỉ với tài nguyên hữu hạn và nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên, hệ điều hành cần phải có cơ chế và chiến lược thích hợp để quản lý việc phân phối tài nguyên.

Ngoài yêu cầu dùng chung tài nguyên để tiết kiệm chi phí, người sử dụng còn cần phải chia sẻ thông tin (tài nguyên phần mềm) lẫn nhau, khi đó hệ điều hành cần đảm bảo việc truy xuất đến các tài nguyên này là hợp lệ, không xảy ra tranh chấp, mất đồng nhất,…

Giả lập một máy tính mở rộng

Hệ điều hành làm ẩn đi các chi tiết phần cứng, người sử dụng được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu, dễ sử dụng và không phụ thuộc vào thiết bị phần cứng cụ thể.

Thực tế, ta có thể xem Hệ điều hành như là một hệ thống bao gồm nhiều máy tính trừu tượng xếp thành nhiều lớp chồng lên nhau, máy tính mức dưới phục vụ cho máy tính mức trên. Lớp trên cùng là giao diện trực quan nhất để điều khiển.

Ngoài ra có thể chia chức năng của Hệ điều hành theo bốn chức năng sau:

  • Quản lý quá trình (process management)
  • Quản lý bộ nhớ (memory management)
  • Quản lý hệ thống lưu trữ
  • Giao tiếp với người dùng (user interaction)

* Nhiệm vụ của hệ điều hành

  • Điều khiển và quản lý trực tiếp các phần cứng như bo mạch chủ, bo mạch đồ họa và bo mạch âm thanh,…
  • Thực hiện một số thao tác cơ bản trong máy tính như các thao tác đọc, viết tập tin, quản lý hệ thống tập tin (file system) và các kho dữ liệu.
  • Cung ứng một hệ thống giao diện sơ khai cho các ứng dụng thường là thông qua một hệ thống thư viện các hàm chuẩn để điều hành các phần cứng mà từ đó các ứng dụng có thể gọi tới.
  • Cung ứng một hệ thống lệnh cơ bản để điều hành máy. Các lệnh này gọi là lệnh hệ thống (system command).
  • Ngoài ra hệ điều hành, trong vài trường hợp, cũng cung cấp các dịch vụ cơ bản cho các phần mềm ứng dụng thông thường như chương trình duyệt Web, chương trình soạn thảo văn bản….

* Các thành phần của hệ điều hành

  • Hệ thống quản lý tiến trình
  • Hệ thống quản lý bộ nhớ
  • Hệ thống quản lý nhập xuất
  • Hệ thống quản lý tập tin
  • Hệ thống bảo vệ
  • Hệ thống dịch lệnh

* Phân loại hệ điều hành

Dưới góc độ loại máy tính

  • Hệ điều hành dành cho máy MainFrame
  • Hệ điều hành dành cho máy Server
  • Hệ điều hành dành cho máy nhiều CPU
  • Hệ điều hành dành cho máy tính cá nhân (PC)
  • Hệ điều hành dành cho máy PDA (Embedded OS – hệ điều hành nhúng)
  • Hệ điều hành dành cho máy chuyên biệt
  • Hệ điều hành dành cho thẻ chíp (SmartCard)

Thông thường dưới góc độ người sử dụng và số chương trình được sử dụng cùng lúc hệ điều hành được chia làm 3 loại chính

  • Hệ điều hành đơn nhiệm một người dùng
  • Hệ điều hành đa nhiệm một người dùng
  • Hệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùng

Các từ:

  • Đơn nhiệm: tức là mỗi lần chỉ thực hiện được một chương trình hay nói cách khác các chương trình phải được thực hiện lần lượt (vd: HĐH MS-DOS).
  • Đa nhiệm: tức là có thể thực hiện đồng thời nhiều chương trình (VD: HĐH Windows và một số phiên bản mới sau này của MS-DOS).
  • Một người dùng: chỉ cho phép một người đăng nhập vào hệ thống khi làm việc (VD: HĐH Windows 95 trở về trước).
  • Nhiều người dùng: cho phép nhiều người đồng thời đăng nhập vào hệ thống. Việc này được quản lí thông qua tài khoản người dùng và mật khẩu tương ứng(VD: các phiên bản mới HĐH Windows như Win 2000,XP,7,8,…).

* Dưới góc độ người dùng (truy xuất tài nguyên cùng lúc)

  • Một người dùng
  • Nhiều người dùng
    • Mạng ngang hàng
    • Mạng có máy chủ: LAN, WAN,…

* Dưới góc độ hình thức xử lý

  • Hệ thống xử lý theo lô
  • Hệ thống xử lý theo lô đa chương
  • Hệ thống chia sẻ thời gian
  • Hệ thống song song
  • Hệ thống phân tán
  • Hệ thống xử lý thời gian thực

Theo giáo trình trường ICTU và Wikipedia.