Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ điều hành máy tính làm việc như thế nào? Nếu bạn có máy tính thì chắc hẳn bạn đã nghe về hệ điều hành. Bất kì máy tính để bàn hay máy tính xách tay nào mà bạn mua thường được tải trước Window XP. Khi ta hiểu Hệ điều hành hoạt động như thế nào ta sẽ chủ động biết được sự cố, nguyên nhân của sự cố để khắc phục sự cố và biết cách bảo trì..... Trân trọng giới thiệu cùng quý vị!
Hệ điều hành máy tính làm việc như thế nào? Nếu bạn có máy tính thì chắc hẳn bạn đã nghe về hệ điều hành. Bất kì máy tính để bàn hay máy tính xách tay nào mà bạn mua thường được tải trước Window XP. I. Giới thiệu Nếu bạn có máy tính thì chắc hẳn bạn đã nghe về hệ điều hành. Bất kì máy tính để bàn hay máy tính xách tay nào mà bạn mua thường được tải trước Window XP. Máy tính Macintosh thì thường được tải trước OS X. Nhiều máy chủ liên kết sử dụng hệ điều hành Linux hay UNIX. Hệ điều hành (OS) là thứ đầu tiên phải tải về máy- không có hệ điều hành thì máy tính vô dụng. Gần đây, hệ điều hành đã bắt đầu xuất hiện ở các máy tính nhỏ hơn. Nếu bạn muốn tìm hiểu các thiết bị điện tử thì bạn có thể phát hiện ra hệ điều hành ở nhiều thiết bị mà chúng ta vẫn sử dụng hàng ngày từ điện thoại di động cho đến các thiết bị truy cập không dây khác. Máy tính được dùng bây giờ không cần nhiều đến sức mạnh vẫn có thể chạy một hệ điều hành và các ứng dụng. Máy tính trong điện thoại di động hiện đại có thể mạnh hơn máy tính để bàn 20 năm trước vì vậy những tiến bộ này là sự phát triển tự nhiên. Trong bất cứ thiết bị nào có hệ điều hành thì cũng thường có cách để thay đổi cách thức thiết bị làm việc. Đây không phải là sự tình cờ ngẫu nhiên; một trong những nguyên nhân hệ điều hành được tạo đó là những đoạn mã chương trình chứ không phải là mạch điện vật lý cố định và chúng có thể được thay đổi hoặc sửa chữa mà không làm ảnh hưởng đến toàn thiết bị. Đối với người sử dụng máy tính để bàn điều này có nghĩa là bạn có thể thêm phần mềm bảo mật cập nhật, bản vá lỗi hệ thống, các ứng dụng mới hay thậm chí là một hệ điều hành hoàn toàn mới mà không phải bỏ máy tính đi và bắt đầu với một máy mới khi bạn muốn thay đổi. Khi bạn hiểu hệ điều hành làm việc như thế nào và kiểm soát nó thì trong nhiều trường hợp bạn có thể thay đổi cách mà nó làm việc. Và điện thoại di động thì cũng như máy tính của bạn. Công việc của hệ điều hành là tổ chức và kiểm soát phần cứng và phần mềm để thiết bị chứa hệ điều hành này có thể hoạt động linh hoạt nhưng vẫn dự đoán được. Trong bài này chúng tôi sẽ nói cho bạn biết các phần mềm cần có trong hệ điều hành, hệ điều hành làm việc như thế nào trong máy tính để bàn của bạn và dẫn ra một vài ví dụ làm thế nào để kiểm soát các hệ điều hành khác. II. Bản chất của vấn đề . Không phải tất cả các máy tính đều có hệ điều hành . Máy tính điều khiển lò vi sóng trong bếp của bạn là một ví dụ không cần đến hệ điều hành.Nó chỉ có các nhiệm vụ cài sẵn, nhập vào trực tiếp và đơn giản ( với các phím số và nút ) không cần thay đổi phần cứng để điều khiển. Đối với máy tính cũng như vậy thì mà không dùng hệ điều hành chỉ làm cho chi phí phát triển và sản xuất phần cứng cao hơn và làm cho thiết bị phức tạp thêm mà không cần thiết. Thay vào đó, máy tính trong lò vi sóng chỉ cần chạy chương trình đơn giản và không thay đổi . Đối với các thiết bị khác, hệ điều hành được dùng để: • Phục vụ những mục đích khác nhau • Tương tác với người sử dụng theo những cách phức tạp hơn • Theo kịp nhu cầu thay đổi theo thời gian. Tất cả các máy tính để bàn đều có hệ điều hành. Hệ điều hành phổ biến là gia đình hệ điều hành Window được phát triển bởi hãng Microsoft, hệ điều hành Macintosh phát triển bởi Apple và gia đình hệ điều hành UNIX( được phát triển bởi các cá nhân, tập đoàn và cộng tác viên). Có hàng trăm hệ điều hành phù hợp với các ứng dụng có mục đích đặc biệt bao gồm chuyên môn hoá cho máy tính lớn, robot, sản xuất , hệ thống kiểm soát thời gian thực… Hệ điều hành làm những gì? Ở mức độ đơn giản nhất, hệ điều hành làm hai việc: 1. Nó quản lý tài nguyên phần cứng và phần mềm của hệ thống. Trong máy tính cá nhân, những tài nguyên này bao gồm bộ xử lý, bộ nhớ, khoảng trống trên đĩa,…( trong điện thoại di động chúng bao gồm phím số, màn hình, sổ địa chỉ, quay số điện thoại, pin và kết nối mạng.) 1. Nó cung cấp cách ổn định và phù hợp cho các ứng dụng xử lý phần cứng mà không cần biết tất cả các chi tiết của phần cứng. Nhiệm vụ thứ nhất, quản lý tài nguyên phần cứng và phần mềm, là rất quan trọng , các chương trình khác nhau và cách nhập dữ liệu khác nhau cạnh tranh để có được sự điều khiển của CPU và đưa ra những yêu cầu về bộ nhớ, lưu trữ và dải thông hệ thống vào ra ( I/O ) vì những mục đích riêng . Với những công việc trên, hệ điều hành đóng vai trò như những bậc cha mẹ tốt đảm bảo mỗi ứng dụng có được tài nguyên cần thiết trong khi vẫn chạy các ứng dụng khác, cũng như khéo léo sử dụng các khả năng hạn chế của hệ thống ở mức tốt nhất cho tất cả người sử dụng và những ứng dụng. Nhiệm vụ thứ hai , cung cấp giao diện ứng dụng thích hợp , là đặc biệt quan trọng nếu có nhiều hơn một loại máy tính sử dụng hệ điều hành hoặc nếu phần cứng tạo nên máy tính thay đổi. Một hệ giao chương trình ứng dụng (API) thích hợp cho phép nhà phát triển phần mềm viết ứng dụng trên một máy tính và có độ tương thích cao để chạy trên máy tính khác cùng loại, thậm chí nếu dung lượng bộ nhớ hay dung lượng lưu trữ của hai máy khác nhau. Thậm chí nếu một máy tính cá biệt là độc nhất thì hệ điều hành có thể đảm bảo rằng các ứng dụng có thể tiếp tục chạy khi nâng cấp phần cứng và cập nhật . Bởi vì hệ điều hành chứ không phải các ứng dụng chịu trách nhiệm quản lý phần cứng và phân phối các tài nguyên. Một trong những thách thức mà nhà phát triển phải đối mặt đó là giữ cho hệ điều hành đủ linh hoạt để chạy phần cứng trong số hàng nghìn các nhà cung cấp sản xuất thiết bị máy tính. Hệ thống ngày nay có thể thích nghi với hàng nghìn máy in khác nhau, ổ đĩa và các thiết bị ngoại vi đặc biệt trong bất kì liên kết nào. IV. Phân loại hệ điều hành Trong đại gia đình hệ điều hành nhìn chung có 4 loại được phân loại dựa trên loại máy tính mà nó điều khiển và loại ứng dụng mà nó hỗ trợ. Bao gồm các loại sau: • Hệ điều hành thời gian thực (RTOS)- Hệ điều hành thời gian thực được dùng để điều khiển máy, các thiết bị khoa học và hệ thống công nghiệp. Một RTOS điển hình có rất ít khả năng giao diện cho người sử dụng và không có những ứng dụng thông thường vì hệ thống chỉ là một cái hộp đóng kín . Một nhiệm vụ quan trọng của RTOS là quản lý tài nguyên của máy tính để một quá trình hoạt động có thể diễn ra trong khoảng thời gian chính xác mỗi khi nó xuất hiện. Trong máy phức tạp, có phần chuyển động nhanh thì hệ thống tài nguyên phải luôn luôn sẵn sàng , nó sẽ là thảm hoạ nếu không chuyển động vì một nguyên nhân nào đó hệ thống bị bận . • Một người sử dụng, đơn nhiệm- Như cái tên của nó, hệ điều hành này được thiết kế để quản lý máy tính sao cho một người sử dụng có thể làm một việc hiệu quả một lúc. Hệ điều hành Palm cho các máy tính cầm tay là một ví dụ cho hệ điều hành một người sử dụng, đơn nhiệm. • Một người sử dụng, đa nhiệm- Đây là hệ điều hành mà hầu hết mọi người sử dụng trong máy tính để bàn và máy tính xách tay hiện nay. Window của Microsoft và nền tảng MacOS của Apple là hai ví dụ cho hệ điều hành cho phép một người sử dụng chạy nhiều chương trình cùng một lúc. Ví dụ như nó cho phép người sử dụng Window ghi chép trong bộ xử lý word trong khi tải một file từ Internet và in một văn bản của tin nhắn e-mail. • Nhiều người sử dụng- Một hệ điều hành nhiều người sử dụng cho phép nhiều người sử dụng khác nhau dùng tài nguyên của máy tính cùng một lúc. Hệ điều hành phải đảm bảo rằng yêu cầu của những người sử dụng khác nhau được cân bằng, và mỗi chương trình mà họ sử dụng có tài nguyên riêng và đầy đủ để vấn đề của mỗi người sử dụng không ảnh hưởng đến cộng đồng người sử dụng. Hệ điều hành Unix, VMS và Mainframe như MVS là những ví dụ cho hệ điều hành nhiều người sử dụng. Việc phân biệt giữa hệ điều hành nhiều người sử dụng và hệ điều hành một người sử dụng hỗ trợ mạng là rất quan trọng. Window 2000 và Novell Netware có thể hỗ trợ hàng trăm hoặc hàng nghìn người sử dụng mạng nhưng hệ điều hành của chúng không thực sự là hệ điều hành nhiều người sử dụng. Nhà quản trị hệ thống là người sử dụng duy nhất Window2000 hay Netware. Hệ điều hành này phải hỗ trợ các ứng dụng trên mạng và cho phép người sử dụng từ xa đăng nhập mạng và chúng được người quản trị mạng cho phép sử dụng . Với nhiều loại hệ điều hành khác nhau đã đến lúc xem xét các chức năng cơ bản mà hệ điều hành cung cấp. V. Gọi hệ điều hành để chạy Khi bạn bật máy tính, chương trình đầu tiên mà máy tính chạy thường là một tập hợp chỉ dẫn được lưu trong bộ nhớ chỉ đọc ra (ROM) của máy tính. Mã này kiểm tra hệ thống phần cứng để đảm bảo rằng mọi thứ đang hoạt động phù hợp. Tự kiểm tra khi bật máy (POST) này kiểm tra lỗi của CPU, bộ nhớ và hệ thống vào ra cơ bản để tìm lỗi sau đó lưu kết quả tại một vị trí bộ nhớ cho trước. Khi POST đã hoàn tất thì phần mềm được tải trong ROM ( hoặc được gọi là BIOS hay Firmware) sẽ bắt đầu kích hoạt ổ đĩa cứng của máy tính. Trong hầu hết các máy tính hiện nay, khi máy tính kích hoạt ổ đĩa cứng nó sẽ gặp phần đầu tiên của hệ điều hành : Bootstrap Loader. Bootstrap Loader là một chương trình nhỏ có một chức năng duy nhất là tải hệ điều hành vào trong bộ nhớ và cho phép nó bắt đầu hoạt động. Theo hình thức cơ bản nhất thì Bootstrap Loader thiết lập chương trình nhỏ điều khiển các phần cứng khác nhau của máy tính. Nó cài đặt các phần bộ nhớ nắm giữ hệ điều hành, thông tin người sử dụng và các ứng dụng. Nó thiết lập cấu trúc dữ liệu chứa vô số tín hiệu, cờ … được dùng để kết nối giữa các [...]... một máy tính từ xa được kết nối bất cứ nơi nào trong mạng Một máy chủ NetBoot có thể đáp ứng hệ điều hành của một tá máy khách cùng một lúc và đối với người sử dụng ngồi trước mỗi máy khách giống như họ đang sử dụng hệ điều hành máy tính để bàn quen thuộc như Windows hay MacOS Nguồn mở Một câu hỏi về tương lai của hệ điều hành xoay quanh khả năng phân phối khoa học các phần mềm để tạo ra hệ điều hành. .. thì công việc của hệ điều hành trở nên phức tạp hơn trong hệ đa nhiệm Hiện tại hệ điều hành phải sắp xếp việc thực hiện các ứng dụng để bạn tin rằng có nhiều việc xảy ra cùng một lúc Điều này phức tạp bởi vì CPU chỉ có thể làm một việc tại một điểm thời gian Để đưa ra diện mạo của các việc diễn ra cùng một lúc, hệ điều hành phải chuyển đổi các Process khác nhau hàng nghìn lần một giây Quá trình như sau:... đã trở thành một tính năng được kì vọng đến mức thật khó mà nhắc đến hệ điều hành mà không nhắc đến khả năng kết nối của nó với các máy tính và máy chủ khác.Nhà phát triển hệ điều hành đã coi Internet là phương thức chuẩn để cung cấp bản cập nhật và sửa lỗi hệ điều hành quan trọng Mặc dù có thể nhận những bản cập nhật này thông qua CD nhưng cách này ngày càng lạc hậu Thực tế, một số hệ điều hành chỉ.. .hệ thống nhỏ và các ứng dụng của máy tính Sau đó chuyển quyền điều khiển máy tính cho hệ điều hành Hệ điều hành có 6 nhiệm vụ cơ bản: • Quản lý bộ xử lý • Quản lý bộ nhớ • Quản lý thiết bị • Quản lý lưu trữ • Giao diện ứng dụng • Giao diện người sử dụng Trong khi có một số cho rằng hệ điều hành nên có thêm các nhiệm vụ và một số nhà cung cấp hệ điều hành xây dựng thêm nhiều... liệu có khả năng chuyển hệ điều hành đang làm việc của Máy tính – Kernel chuẩn của khách hàng , giao diện người sử dụng và của tất cả những liên quan tới máy tính mà nó điều khiển Điều này chỉ có thể thực hiện được đối với người sử dụng nhiều kinh nghiệm về nền tảng nhiều người sử dụng như Unix và với một bộ các ứng dụng chuyên dụng NetBooting cho phép hệ điều hành của một máy tính được phục vụ thông... Ví dụ : Hệ thống nhỏ với bộ nhớ RAM 1 MB (1,000 KB) Trong suốt quá trình khởi động , hệ điều hành của máy tính trên được thiết kế để tới vùng cao nhất của bộ nhớ có sẵn và sau đó sao chép đủ để đáp ứng nhu cầu của chính hệ điều hành Có thể nói rằng hệ điều hành cần 300 KB để chạy Sau đó hệ điều hành đến phần thấp nhất RAM và bắt đầu xây dựng phần mềm Driver khác nhau cần thiết để kiểm soát hệ thống... Quản lý tất cả tài nguyên của hệ thống máy tính là một chức năng lớn của hệ điều hành và trong trường hợp hệ điều hành thời gian thực có thể thực hiện tất cả các chức năng ảo được yêu cầu Đối với hệ điều hành khác, việc cung cấp một phương thức đơn giản thích hợp cho ứng dụng và giúp con người sử dụng sức mạnh của phần cứng là một lý do quan trọng cho sự tồn tại của hệ điều hành VII Giao diện đối với... tệp tin có dung lượng lớn thêm khi có thêm dữ liệu nhưng không co lại khi dữ liệu được chuyển đi) Bây giờ hãy cùng xem làm thế nào mà hệ điều hành có thể chuyển các lệnh thành hành động Hệ điều hành gửi truy vấn đến ổ đĩa cứng để nhận vị trí của nơi sẵn sàng còn trống cho việc lưu trũ đầu tiên Với thông tin đó, hệ điều hành tạo ra một lối vào trong hệ thống tệp tin cho biết điểm đầu và cuối của tệp... phần mềm mà hệ điều hành phân phối theo một kế hoạch được thực hiện bởi CPU gọi là Process hoặc Thread , phụ thuộc vào hệ điều hành Điều này có thể khiến mọi người nghĩ Process là một chương trình ứng dụng nhưng đó là bức tranh chưa đầy đủ về mối quan hệ của các Processvới hệ điều hành và phần cứng Ứng dụng như bạn có thể thấy ( xử lý word, bảng tính hay game) thì thực sự là một Process , nhưng chương... các tính năng quan trọng nhưng mục đích chủ yếu của chúng là giúp người sử dụng dễ dàng vận dụng các chức năng của hệ điều hành Cũng có giao diện đồ hoạ như X-Windows và Gnome giống máy tính sử dụng Windows và Macintosh Cần nhớ rằng trong tất cả các ví dụ trên, giao diện người dùng là một chương trình hay là một số chương trình được xem là lớp ở phía trên hệ điều hành Chức năng hệ điều hành- quản lý hệ . Hệ điều hành máy tính làm việc như thế nào? Nếu bạn có máy tính thì chắc hẳn bạn đã nghe về hệ điều hành. Bất kì máy tính để bàn hay máy tính xách tay nào mà bạn mua thường. OS X. Nhiều máy chủ liên kết sử dụng hệ điều hành Linux hay UNIX. Hệ điều hành (OS) là thứ đầu tiên phải tải về máy- không có hệ điều hành thì máy tính vô dụng. Gần đây, hệ điều hành đã bắt. bàn đều có hệ điều hành. Hệ điều hành phổ biến là gia đình hệ điều hành Window được phát triển bởi hãng Microsoft, hệ điều hành Macintosh phát triển bởi Apple và gia đình hệ điều hành UNIX(