Thảo luận Bài 1

Admin đã viết:Thảo luận những vấn đề liên quan đến Bài 1.

   Ý nghĩa:

- Hiểu sâu nguyên lý hoạt động của Phần cứng và Phần mềm máy tính.

- Học phương pháp phân tích, thiết kế và lập trình một hệ thống lớn để áp dụng cho công tác nghiệp vụ sau này.

Mục tiêu:Cung cấp các khái niệm cơ bản về cấu trúc và hoạt động của HĐH.

Mô tả vắn tắt:

- Khái niệm chung, Lịch sử, Phân loại HĐH.

- Nguyên lý và hoạt động các khối chức năng.

- Giới thiệu dòng HĐH  Windows NT/2000/XP/2003

NguyenXuanLinh(I22B) đã viết:Hệ điều hành đơn chương (đơn nhiệm): Hệ điều hành chỉ có khả năng điều hành 1 tiến trình trong bộ nhớ trong một thời điểm do khi một chương trình người dùng đưa vào bộ nhớ thì nó chiếm giữ mọi tài nguyên của hệ thống & trong 1 thời điểm chỉ có 1 người dùng được sử dụng.

Hệ điều hành đa chương (Multitasking): Nhiều tiến trình được lưu trong bộ nhớ tại cùng một thời điểm và CPU là đa nhiệm giữa chúng. Khi công việc phải đợi 1 tác vụ nào đó, ví dụ như hoạt động I/O, hệ điều hành sẽ chuyển CPU sang 1 công việc khác.

Hệ điều hành chia sẻ thời gian (Time-Sharing Systems): Hệ điều hành chia thời gian cũng là hệ điều hành đa phương nhưng mỗi tác vụ chỉ được dùng trong 1 khoảng thời gian ngắn (ví dụ khoảng 20ms). CPU sẽ luân chuyển thời gian thực thi giữa các công việc nhưng sự luân chuyển xảy ra mang tính chất thường xuyên và trong một khoảng thời gian ngắn nên người dùng có thể tương tác với chương trình đang chạy và có cảm giác toàn bộ hệ thống chỉ phục vụ dành riêng cho mình.
Trong quá trình thi hành của một tiến trình, nó phải thực hiện các thao tác nhập xuất và trong khoảng thời gian đó CPU sẻ thi hành một tiến trình khác.
Một công việc chỉ được chiếm tài nguyên của CPU khi để thực thi khi nó nằm trong bộ nhớ chính, và khi cần thiết một công việc nào đó có thể được chuyển từ bộ nhớ chính sang thiết bị lưu trữ, nhường bộ nhớ chính sang công việc khác.

Ví dụ: Trong một tiệm ăn chỉ có 1 phục vụ, người phục vụ đó sẽ cố gắng phục vụ, xoay tua  luân phiên các bàn trong 1 khoảng thời gian nhanh nhất để đáp ứng nhu cầu của mỗi khách hàng, tận dụng thời gian khách hàng tập trung ăn để phục vụ khách hàng khác làm cho mỗi khách hàng có cảm giác hài lòng, có cảm giác chỉ mình được phục vụ (không mang cảm giác chờ đợi)

1.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 .

2.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.

3.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.

4.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.

Câu 2: Phân tích Định nghĩa “Hệ điều hành là Máy tính mở rộng (Extended Machine) hay Máy tính ảo (Virtual Machine)”

- Ẩn các chi tiết của phần cứng để máy tính dễ sử dụng hơn.
- Người sử dụng và người lập trình được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu và không phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.
- Thực tế, HĐH 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.
- Bản thân chương trình ứng dụng cũng là một máy tính trừu tượng và phải dễ sử dụng nhất.
- Công việc của người lập trình là liên tục xây dựng các máy tính trừu tượng như vậy (cho người khác sử dụng và cho cả chính mình).

§ Ẩn các chi tiết của phần cứng để máy tính dễ sử dụng hơn.

§ Người sử dụng và người lập trình được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu và không phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.

§ Thực tế, HĐH 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.

§ Bản thân chương trình ứng dụng cũng là một máy tính trừu tượng và phải dễ sử dụng nhất.

§ Công việc của người lập trình là liên tục xây dựng các máy tính trừu tượng như vậy (cho người khác sử dụng và cho cả chính mình).

- Ẩn các chi tiết của phần cứng để máy tính dễ sử dụng hơn.
- Người sử dụng và người lập trình được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu và không phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.
- Thực tế, HĐH 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.
- Bản thân chương trình ứng dụng cũng là một máy tính trừu tượng và phải dễ sử dụng nhất.
- Công việc của người lập trình là liên tục xây dựng các máy tính trừu tượng như vậy (cho người khác sử dụng và cho cả chính mình).

- Đáp ứng các yêu cầu sử dụng tài nguyên thiết bị như: CPU, Bộ nhớ trong, ổ đĩa, ổ băng, Máy in, Card mạng, …
- Trong trường hợp nhiều chương trình, nhiều người dùng cùng chia sẻ các tài nguyên chung như vậy, HĐH phải giải quyết tranh chấp có thể xảy ra và đứng ra làm trung gian điều phối sao cho tài nguyên được sử dụng đúng thứ tự, dùng xong lại được cấp cho đối tượng khác sử dụng.
- Hình dung tình huống: 3 chương trình cùng in ra một máy in duy nhất. Khó chấp nhận trường hợp 1 trang in xen kẽ nhiều kết quả từ nhiều nguồn khác nhau. HĐH giải quyết bằng cách đưa kết quả in của mỗi chương trình tạm thời ra đĩa cứng, sau đó lần lượt in từ đĩa vào thời điểm thích hợp.

-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,...

-Đáp ứng các yêu cầu sử dụng tài nguyên thiết bị như: CPU, Bộ nhớ trong, Ổ đĩa, Ổ băng, Máy in, Card mạng, ...
Trong trường hợp nhiều chương trình, nhiều người dùng cùng chia sẻ các tài nguyên chung như vậy, HĐH phải giải quyết tranh chấp có thể xảy ra và đứng ra làm trung gian điều phối sao cho tài nguyên được sử dụng đúng thứ tự, dùng xong lại được cấp cho đối tượng khác sử dụng.

-Hình dung tình huống: 3 chương trình cùng in ra một máy in duy nhất. Khó chấp nhận trường hợp 1 trang in xen kẽ nhiều kết quả từ nhiều nguồn khác nhau. HĐH giải quyết bằng cách đưa kết quả in của mỗi chương trình tạm thời ra đĩa cứng, sau đó lần lượt in từ đĩa vào thời điểm thích hợp.

-Hệ điều hành đa chương:
Một khía cạnh quan trọng nhất của định thời công việc là khả năng đa chương.
Thông thường, một người dùng giữ CPU hay các thiết bị xuất/nhập luôn bận. Đa
chương gia tăng khả năng sử dụng CPU bằng cách tổ chức các công việc để CPU luôn
có một công việc để thực thi.
Ý tưởng của kỹ thuật đa chương có thể minh hoạ như sau: Hệ điều hành giữ
nhiều công việc trong bộ nhớ tại một thời điểm. Tập hợp các công việc này là tập con
của các công việc được giữ trong vùng công việc-bởi vì số lượng các công việc có thể
được giữ cùng lúc trong bộ nhớ thường nhỏ hơn số công việc có thể có trong vùng
đệm. Hệ điều hành sẽ lấy và bắt đầu thực thi một trong các công việc có trong bộ nhớ.
Cuối cùng, công việc phải chờ một vài tác vụ như một thao tác xuất/nhập để hoàn
thành. Trong hệ thống đơn chương, CPU sẽ chờ ở trạng thái rỗi. Trong hệ thống đa
chương, hệ điều hành sẽ chuyển sang thực thi công việc khác. Cuối cùng, công việc
đầu tiên kết thúc việc chờ và nhận CPU trở lại. Chỉ cần ít nhất một công việc cần thực
thi, CPU sẽ không bao giờ ở trạng thái rỗi.

-Hệ điều hành chia thời gian:
Hệ thống bó-đa chương cung cấp một môi trường nơi mà nhiều tài nguyên
khác nhau (chẳng hạn như CPU, bộ nhớ, các thiết bị ngoại vi) được sử dụng hiệu quả.
Tuy nhiên, nó không cung cấp giao tiếp người dùng với hệthống máy tính. Chia thời
(hay đa nhiệm) là sự mở rộng luận lý của đa chương. CPU thực thi nhiều công việc
bằng cách chuyển đổi qua lại giữa chúng, nhưng những chuyển đổi xảy ra quá thường
xuyên để người dùng có thể giao tiếp với mỗi chương trình trong khi chạy.
Một hệ thống máy tính giao tiếp (interactive computer) hay thực hành (hands-on computer system) cung cấp giao tiếp trực tuyến giữa người dùng và hệthống.
Người dùng cho những chỉ thị tới hệ điều hành hay trực tiếp tới một chương trình, sử
dụng bàn phím hay chuột và chờ nhận kết quả tức thì. Do đó, thời gian đáp ứng nên
ngắn-điển hình trong phạm vi 1 giây hay ít hơn.

Thí dụ, dữ liệu nhập có thể bị giới hạn bởi tốc độ nhập của người
dùng; 7 ký tự trên giây là nhanh đối với người dùng, nhưng quá chậm so với máy tính.
Thay vì để CPU rảnh khi người dùng nhập liệu, hệ điều hành sẽ nhanh chóng chuyển
CPU tới một chương trình khác.

Ẩn các chi tiết của phần cứng để máy tính dễ sử dụng hơn.
Người sử dụng và người lập trình được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu và không phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.
Thực tế, HĐH 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.
Bản thân chương trình ứng dụng cũng là một máy tính trừu tượng và phải dễ sử dụng nhất.
Công việc của người lập trình là liên tục xây dựng các máy tính trừu tượng như vậy (cho người khác sử dụng và cho cả chính mình).

Một hệ điều hành mà hầu như mọi người ai cũng biết và chắc hẵn đang xài rất nhiều, hệ điều hành Windows. Vậy chúng ta cùng xem nó đã "tiến hóa" qua từng thời kì như thế nào nhé!
Từ phiên bản Windows 1.0 năm 1985, hệ điều hành (HDH) Windows của Microsft đã phát triển qua hàng chục phiên bản khác nhau, đa số đều được người tiêu dùng chào đón nhiệt liệt. Nhưng bên cạnh những thành công đó, Microsoft cũng “cho ra lò” những thử nghiệm thất bại thảm hại.

Windows 1.0

Ra mắt vào ngày 20 tháng 11 năm 1985, Windows 1.0 là hệ điều hành có giao diện đồ hoạ đầu tiên của Bill Gates và đồng nghiệp, và chạy trên nền 16 bit. Mặc dù có khả năng thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc, hơn hẳn MS-DOS vốn cực kì phổ biến trước đó, Windows 1.0 bị cạnh tranh gay gắt bởi sản phẩm cùng loại của các công ty đối thủ như IBM, và do đó chỉ chiếm được thị phần rất nhỏ.

Windows 2.0

Cải tiến đáng kể nhất của Windows 2.0, ra mắt 23/11/1985, về mặt đồ hoạ là cho phép các cửa sổ nằm chồng lên nhau, thay vì chỉ đặt cạnh nhau như Windows 1.0. Đồng thời, đây cũng là phiên bản đầu tiên có các nút “maximize” và “minimize” trên thanh tác vụ, cũng như xuất hiện phím Alt trên bàn phím. Mặc dù vậy, các hãng phần mềm hỗ trợ Windows vẫn rất hạn chế, và thị phần của Windows 2.0 cũng chỉ lớn hơn chút ít so với phiênbản 1.0

Windows 3.0

Chào đời ngày 22/5/1990, Windows 3.0 là thành công lớn đầu tiên của HDH Windows, và là đối thủ lớn nhất của Macintosh của Apple, cũng như Commodore Amiga - một hệ điều hành nổi tiếng vào thời điểm đó. Thành công của Windows 3.0, cũng như phiên bản 3.1 tiếp sau đến từ cơ chế quản lý bộ nhớ tiên tiến và tích hợp thành công với MS-DOS.

Windows NT

Phát hành rộng rãi vào tháng 6/1993, Windows NT là hệ điều hành thuần 32 bit “cao cấp” hơn Windows thông thường, vốn dựa trên nền tản DOS và chạy cả 16/32 bit. Trải qua nhiều phiên bản từ NT 3.1, 3.5, 4.0,Windows NT chính thức ngừng phát triển với phiên bản ra mắt năm 1996 để nhường chỗ cho các phiên bản Windows mới hơn cũng trên nền NT.

Windows 95

Ra mắt ngày 24/8/1995, Windows 95 là thành công rực rỡ của Microsoft. Cải tiến nổi bật nhất so với Windows 3.1 là giao diện đồ hoạ cách mạng- vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, và dựa trên trên nền tảng MS-DOS7.0, một phiên bản DOS cải tiến. Những cải tiến đáng giá khác bao gồm hệ thống tên dài 255 kí tự, và trình duyệt web phổ biến hiện nay: Internet Explorer.

Sau thành công của Windows 95, Microsoft quyết định nâng cấp và cải thiện lại hệ điều hành này. Với những cải tiến về mặt đồ họa và khả năng tương thích, Windows được người dùng và các hãng phần mềm khác cực kỳ quan tâm.

Windows 98

Tiếp nối thành công của Windows 95, Windows 98 bổ sung khả năng tương thích với nhiều hệ thống phần cứng khác nhau.

Windows ME

Windows ME bị chỉ trích khá nhiều, do sự kết hợp “nửa mùa” giữa một hệ điềuhành dựa trên DOS và cơ chế load không sử dụng DOS, khiến nhiều phần mềm cũ không hoạt động được trên ME. HĐH có tuổi thọ khá ngắn ngủi, chỉ kéo dài một năm trước khi Windows XP ra mắt. Mặc dù vậy, phiên bản Windows này giới thiệu khá nhiều tính năng mới mà Windows XP sau này sẽ sử dụng, ví dụ như System Restore.

Windows 2000

Là hệ điều hành thiết kế cho doanh nghiệp, Windows 2000 thuộc dòng Windows NT và hoạt động ổn định trên cả máy tính để bàn lẫn máy chủ.Đây cũng là phiên bản đầu tiên chính thức sử dụng định dạng đĩa cứng NTFS và mã hoá dữ liệu cấp thấp. Windows 2000 được thay thế bởi Windowsserver 2003 sau này.

Windows XP

Windows XP là hệ điều hành phổ thông đầu tiên đoạn tuyệt hoàn toàn với DOS lỗi thời, nâng cao đáng kể độ ổn định và bảo mật cho người sử dụng.HĐH này cũng giới thiệu giao diện đồ hoạ cải tiến, bắt mắt hơn nhiều so với các phiên bản trước. Windows XP ra mắt vào 25/10/2001, và có nhiều phiên bản, nhiều mức giá khác nhau cho các đối tượng khác nhau.

Các phiên bản khác của Windows XP gồm có Windows XP 64 bit cho các vi xử lý 64 bit, Media Center cho giải trí số, Tablet PC cho máy tính bảngvà vài phiên bản khác.

Windows Vista

Ra mắt tháng 1/2007,  5 năm phát triển kể từ XP, Vista gây ấn tượng mạnh cho người dùng với giao diện đồ hoạ bóng bẩy bắt mắt,khả năng tìm kiếm nâng cao, và còn nhiều tính năng khác chờ người dùng khám phá. Vista cũng được quảng cáo là hệ điều hành ổn định, bảo mật nhất từ trước đến nay. Tuy nhiên, cái giá phải trả cho việc sử dụng Vista là cấu hình máy yêu cầu rất cao, cũng như hỗ trợ phần cứng cũ hạn chế.

Windows 7

Windows 7 hiện nay khá phổ biến, với giao diện đẹp và thân thiện. Đây là một bản năng cấp lớn từ Vista được hãng phát hành vào ngày 22/10/2009.

Windows 8

Hiện đang là hệ điều hành mới nhất cho đến thời điểm hiện tại. Windows 8 với giao diện metro mới lạ là một bước tiến lớn của Microsoft, với giao diện động, không còn nút Start kinh điển thay vào đó các ứng dụng nằm ngay trên màn hình khởi động Start. Cùng với  Office 365 hay Xbox Cloud góp phần thúc đẩy hệ sinh thái đám mây của Micr.

Windows 9

Đang trong giai đọan phát triển và hoàn thiện, nhưng theo nhiều nguồn tin có thể Windows 9 sẽ được ra mắt vào năm tới. Mong chờ quá!!

Hệ điều hành được định nghĩa như một máy tính mở rộng vì từ những thiết bị phần cứng, nhờ hệ điều hành mà chúng được mở rộng thêm nhiều chức năng hơn. Tuy các thiết bị phần cứng như USB, ổ cứng, ổ đĩa DVD-CD ... rất đa dạng và có cấu tạo phức tạp khác nhau nhưng nhờ hệ điều hành mà người dùng có một góc nhìn 'như nhau' về tất cả các ổ đó, với cùng một thao tác người dùng có thể dễ dàng tương tác với các thiết bị trên. Vì thế mà hệ điều hành đảm bảo cho người dùng không bị lệ thuộc vào các thiết bị phần cứng. Điều đó cũng cho thấy HĐH là một máy tính ảo vì nó đã đơn giản hóa đi sự phức tạp của một thiết bị phần cứng. Người dùng sài các biểu tượng máy in, ổ đĩa trên destop (tất cả đều là biểu tượng ảo của HĐH), nhưng tương tác thật với các thiết bị phần cứng.
Hệ điều hành là một hệ thống gồm nhiều lớp chồng chất lên nhau, mỗi tầng được xem là một máy tính trừu tượng, các tầng đều có mối liên kết với nhau và độ phức tạp tăng dần từ trên xuống. Bản thân mỗi một tầng chỉ cần quan tâm đến tầng ngay dưới nó, và khai thác cái dịch vụ do tầng dưới cung cấp. Ngoài ra, nó không cần phải quan tâm đến những tầng dưới dưới nữa làm gì và có nhiệm vụ ra sao.

Người dùng thường thao tác với máy tính ảo trên cùng và đó là máy tính trực quan nhất, dễ sử dụng nhất, máy tính trên cùng ở đây là các ứng dụng người dùng.

Vì sao không xây dựng HĐH theo nền tảng chỉ có một tầng duy nhất?
1. Một tầng duy nhất:
- Ưu điểm: hệ thống sẽ chạy vận hành nhanh chóng.
- Nhược điểm: nhưng khó quản lý, khó tổ chức hệ thống, nhiều khi dễ lẫn lộn, xung đột.
- VD: Lập trình tất cả các chức năng trên một lớp sẽ rất khó có thể quản lý được ở quy mô một dự án lớn có nhiều code và funtions.
2. Chia nhiều tầng:
- Ưu điểm: dễ dàng thiết kế xây dựng, và phát triển hệ thống về sau.
- Nhược điểm: làm giảm hiệu năng hệ thống, vì có nhiều tầng lớp trung gian sẽ làm giảm tốc độ xử lý. Nhưng với trình độ công nghệ hiện đại những vấn đề đó đã được các thiết bị phần cứng can thiệp, khiến chúng ta cảm thấy mọi xử lý diễn ra rất nhanh chóng.
- VD: Lập trình các chức năng theo mô hình 3 lớp sẽ giúp ta có cái nhìn trực quan hơn, có hệ thống hơn về cấu trúc, chức năng của từng lớp. Dễ dàng trong việc bảo trì, phát triển phần mềm về sau.
=> Nhìn về lâu dài thì chia làm nhiều lớp sẽ có lợi hơn.

Nhưng trong tương lai, người dùng máy tính có thể sẽ không biết đến hệ điều hành hay các phần mềm ứng dụng là gì, vì mọi thứ đều có thể thực hiện trên các trình duyệt mã nguồn mở.
Tại hội thảo quy tụ 4.000 nhà phát triển của Google diễn ra ngày 27/5, Eric Schmidt, giám đốc điều hành Google, đã đưa ra dự đoán hết sức táo bạo về công nghệ trong tương lai, mà ở đó, internet và trình duyệt web sẽ thay thế cho hệ điều hành của máy tính. “Đã đến lúc chúng ta nắm bắt cơ hội có thể tạo ra sự kinh ngạc chưa từng có”, Schmidt chốt lại bài phát biểu “kích động” các nhà phát triển của Google.

1. Hệ điều hành đơn nhiệm và đa nhiệm
   

• Hệ điều hành đơn nhiệm.
  

Tại một thời điểm xác định, khi một chương trình được đưa vào bộ nhớ thì nó chiếm giữ mọi tài nguyên của hệ thống, và vì  vậy chương trình khác không thể được đưa vào bộ nhớ trong khi nó chưa kết thúc.

• Hệ điều hành đa nhiệm.
  

Hệ điều hành cho phép tại một thời điểm có nhiều chương trình ở trong bộ nhớ trong. Chúng có nhu cầu được phân phối thời gian gian phục vụ CPU, bộ nhớ và thiết bị ngoại vi.

1. Hệ điều hành đơn chương và đa chương.
   

• Hệ điều hành đơn chương.
  

Tại một thời điểm xác định hệ điều hành chỉ cho phép một người sử dụng thao tác mà thôi.

• Hệ điều hành đa chương.
  

Hệ điều hành cho phép tại một thời điểm có thể phục vụ nhiều người sử dụng.

1. Hệ điều hành tập chung và phân tán
   

• Hệ điều hành tập chung
  

Trên một hệ thống máy tính chỉ có một HĐH duy nhất cài ở máy chủ. Các máy trạm khởi động nhờ máy chủ và nó chỉ làm chức năng nhập xuất dữ liệu. Mọi xử lý điều tập trung ở máy chủ.

• Hệ điều hành phân tán
  

Trên mỗi máy có 1 hệ điều hành khác nhau, máy chủ chịu trách nhiệm cung ứng các dịch vụ để truy cập đến các tài nguyên chung và điều hành toàn hệ thống, các phép xử lý có thể tiến hành ở máy trạm.

1. Hệ điều hành phân chia thời gian và hệ điều hành thời gian thực
   

• Hệ điều hành phân chia thời gian (share time)
  

Một CPU luôn phiên phục vụ các tiến trình và một tiến trình có thể rơi vào trạng thái chờ đợi khi chưa được phân phối CPU.

• Hệ điều hành thời gian thức.(Real time)
  

Một tiến trình khi đã xâm nhập vào hệ thống thì ở bất kỳ lúc nào cũng được phân phối CPU.

CÂU 1: Mục tiêu, ý nghĩa và cấu trúc môn học “Hệ điều hành” ?
1 Ý nghĩa:
2 - Hiểu sâu nguyên lý hoạt động của Phần cứng và Phần mềm máy tính.
3 - Học phương pháp phân tích, thiết kế và lập trình một hệ thống lớn để áp dụng cho công tác
nghiệp vụ sau này.
4 Mục tiêu: Cung cấp các khái niệm cơ bản về cấu trúc và hoạt động của HĐH.
5 Mô tả vắn tắt:
6 - Khái niệm chung, Lịch sử, Phân loại HĐH.
7 - Nguyên lý và hoạt động các khối chức năng.
8 - Giới thiệu dòng HĐH Windows NT/2000/XP/2003

CÂU 2 : Phân tích Định nghĩa “Hệ điều hành là Máy tính mở rộng (Extended Machine)
hay Máy tính ảo (Virtual Machine)”?
Giải:
§ Ẩn các chi tiết của phần cứng để máy tính dễ sử dụng hơn.
§ Người sử dụng và người lập trình được cung cấp một giao diện đơn giản, dễ hiểu và
không phụ thuộc vào thiết bị cụ thể.
§ Thực tế, HĐH 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.
§ Bản thân chương trình ứng dụng cũng là một máy tính trừu tượng và phải dễ sử dụng
nhất.
§ Công việc của người lập trình là liên tục xây dựng các máy tính trừu tượng như vậy
(cho người khác sử dụng và cho cả chính mình).

VD thực tế: Một công ty du lịch có quy mô bình thường thì không thể nào có thể tự trang bị cho
mình tất cả nhưng khâu như xe, nhà hàng, khách sạn. Cho nên họ thường hợp tác với những công
ty chuyên về việc cung cấp xe, cung cấp thực phẩm hoặc việc đặt phòng khách sạn. Nhằm mục
đích có thể có được các dịch vụ tốt nhất và làm hài lòng khách du lịch.
Nếu xem 1 công ty du lịch là một HĐH thì những việc như thuê xe, thuê khách sạn từ một công
ty khác sẽ là những dịch vụ được cung cấp bởi một máy tính ảo tầng dưới.
Người đi du lịch không cần phải quan tâm đến những dịch vụ đằng sau chuyến du lịch đó được
chuẩn bị thế nào, họ chỉ cần quan tâm đến công ty du lịch mà thôi. Cũng như khi người dùng
thao tác với chương trình của HĐH thì cũng không cần biết những lớp bên dưới hoạt động thế
nào. Chỉ cần quan tâm đến chương trình mình đang sử dụng.

CÂU 3 : Phân tích định nghĩa hệ điều hành là bộ quản lý tài nguyên ?

- Đáp ứng các yêu cầu sử dụng tài nguyên thiết bị như: CPU,Bộ nhớ trong,ổ đĩa,ổ băng,máy
in,card mạng,...
- Trong trường hợp nhiều chương trình,nhiều người dùng cùng chia sẻ các tài nguyên chung như
vậy, HĐH phải giải quyết các tranh chấp có thể xảy ra và đứng ra làm trung gian điều phối sao
cho tài nguyên được sử dụng đúng thứ tự,dùng xong lại được cấp cho đối tượng khác sử dụng.
VD: 3 chương trình cùng in ra một máy in duy nhất. Khó chấp nhận trường hợp 1 trang in xen

kẽ nhiều kết quả từ nhiều nguồn khác nhau. HĐH giải quyết bằng cách đưa kết quả in của mỗi
chương trình tạm thời ra đĩa cứng, sau đó lần lượt in từ đĩa vào thời điểm thích hợp.

CÂU 4: trình bày nguyên lý hoạt động của hệ điều hành đơn chương so sánh với hệ điều
hành đa chương, qua đó là ro chức năng ?

Hệ điều hành đơn chương (đơn nhiệm): Hệ điều hành chỉ có khả năng điều hành 1 tiến trình
trong bộ nhớ trong một thời điểm do khi một chương trình người dùng đưa vào bộ nhớ thì nó
chiếm giữ mọi tài nguyên của hệ thống & trong 1 thời điểm chỉ có 1 người dùng được sử dụng.

Hệ điều hành đa chương (Multitasking): Nhiều tiến trình được lưu trong bộ nhớ tại cùng một
thời điểm và CPU là đa nhiệm giữa chúng. Khi công việc phải đợi 1 tác vụ nào đó, ví dụ như
hoạt động I/O, hệ điều hành sẽ chuyển CPU sang 1 công việc khác.

Hệ điều hành chia sẻ thời gian (Time-Sharing Systems): Hệ điều hành chia thời gian cũng là
hệ điều hành đa phương nhưng mỗi tác vụ chỉ được dùng trong 1 khoảng thời gian ngắn (ví dụ
khoảng 20ms). CPU sẽ luân chuyển thời gian thực thi giữa các công việc nhưng sự luân chuyển
xảy ra mang tính chất thường xuyên và trong một khoảng thời gian ngắn nên người dùng có thể
tương tác với chương trình đang chạy và có cảm giác toàn bộ hệ thống chỉ phục vụ dành riêng
cho mình.
Trong quá trình thi hành của một tiến trình, nó phải thực hiện các thao tác nhập xuất và trong
khoảng thời gian đó CPU sẻ thi hành một tiến trình khác.
Một công việc chỉ được chiếm tài nguyên của CPU khi để thực thi khi nó nằm trong bộ nhớ
chính, và khi cần thiết một công việc nào đó có thể được chuyển từ bộ nhớ chính sang thiết bị
lưu trữ, nhường bộ nhớ chính sang công việc khác.
Ví dụ: Trong một quán ăn bất kì, người chủ (CPU) sẽ cố gắng phục vụ, xoay tua trong khoảng
thời gian nhanh nhất để đáp ứng nhu cầu của mỗi khách hàng (một job), để mỗi khách hàng có
cảm giác hài lòng, có cảm giác chỉ mình được phục vụ (không mang cảm giác chờ đợi)
So sánh Hệ đa chương với hệ đơn chương.
- hệ đa chương với nhiều tác vụ trong bộ nhớ:
Nhiều tác vụ (tiến trình) cùng một lúc trong bộ nhớ.
Khi một tác vụ không cần đến CPU (ví dụ, do phải thực hiện I/O với thiết bị ngoài), tác vụ khác
được thi hành.
- Hệ đơn chương:
Mỗi thời điểm chỉ có một tác vụ (k0 tính nhân và các tiến trình của HĐH) trong bộ nhớ.
* So sánh Hệ đa chương với hệ chia thời gian.
- Hệ chia thời gian:
hệ chia thời gian cũng là hệ đa chương, hệ chia thời gian ít nhất là hệ đa chương.
Mỗi tác vụ chỉ được dùng CPU trong một khoảng thời gian ngắn (VD là 20ms), sau đó bị ngắt,
chuyển sang tác vụ khác, cứ thế xoay vòng.
Mỗi người dùng điều có cảm giác là máy tính chỉ phục vụ cho mình là duy nhất.
VD: * Hệ đa chương:1 người có thể làm nhiều công việc cùng 1 lúc như vừa lau nhà,rửa
chén,giặc đồ.
* Hệ đơn chương:1 ng chỉ làm dc 1 công việc mà thôi,nếu rửa chén thì không lau nhà.
* Hệ chia thời gian:1 người chỉ làm công việc lau nhà trong 1 khoảng thời gian nhất định là 5h
rồi sẻ chuyển sang công việc khác cũng với lượng thời gian nhất định.

KHÁI NIỆM VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH

Hệ điều hành là một chương trình hay một hệ chương trình hoạt động giữa người sử dụng (user) và phần cứng của máy tính. Mục tiêu của hệ điều hành là cung cấp một môi trường để người sử dụng có thể thi hành các chương trình. Nó làm cho máy tính dể sử dụng hơn, thuận lợi hơn và hiệu quả hơn.

Hệ điều hành là một phần quan trọng của hầu hết các hệ thống máy tính. Một hệ thống máy tính thường được chia làm bốn phần chính : phần cứng, hệ điều hành, các chương trình ứng dụng và người sử dụng.

Phần cứng bao gồm CPU, bộ nhớ, các thiết bị nhập xuất, đây là những tài nguyên của máy tính. Chương trình ứng dụng như các chương trình dịch, hệ thống cơ sở dữ liệu, các trò chơi, và các chương trình thương mại. Các chương trình này sử dụng tài nguyên của máy tính để giải quyết các yêu cầu của người sử dụng. Hệ điều hành điều khiển và phối hợp việc sử dụng phần cứng cho những ứng dụng khác nhau của nhiều người sử dụng khác nhau. Hệ điều hành cung cấp một môi trường mà các chương trình có thể làm việc hữu hiệu trên đó.

Hệ điều hành có thể được coi như là bộ phân phối tài nguyên của máy tính. Nhiều tài nguyên của máy tính như thời gian sử dụng CPU, vùng bộ nhớ, vùng lưu trữ tập tin, thiết bị nhập xuất v.v… được các chương trình yêu cầu để giải quyết vấn đề. Hệ điều hành hoạt động như một bộ quản lý các tài nguyên và phân phối chúng cho các chương trình và người sử dụng khi cần thiết. Do có rất nhiều yêu cầu, hệ điều hành phải giải quyết vấn đề tranh chấp và phải quyết định cấp phát tài nguyên cho những yêu cầu theo thứ tự nào để hoạt động của máy tính là hiệu quả nhất. Một hệ điều hành cũng có thể được coi như là một chương trình kiểm soát việc sử dụng máy tính, đặc biệt là các thiết bị nhập xuất.

Tuy nhiên, nhìn chung chưa có định nghĩa nào là hoàn hảo về hệ điều hành. Hệ điều hành tồn tại để giải quyết các vấn đề sử dụng hệ thống máy tính. Mục tiêu cơ bản của nó là giúp cho việc thi hành các chương trình dễ dàng hơn. Mục tiêu thứ hai là hỗ trợ cho các thao tác trên hệ thống máy tính hiệu quả hơn. Mục tiêu này đặc biệt quan trọng trong những hệ thống nhiều người dùng và trong những hệ thống lớn(phần cứng + quy mô sử dụng). Tuy nhiên hai mục tiêu này cũng có phần tương phản vì vậy lý thuyết về hệ điều hành tập trung vào việc tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên của máy tính.

Các dịch vụ của Hệ Điều Hành

- User Interface: hầu hết các hệ điều hành đều có giao diện người dùng (User interface – UI). Giao diện này thường cung cấp một số form. Một là giao diện dòng lệnh Command-line interface (CLI), giao diện này sẽ dụng các lệnh dưới dạng text và một phương thức để nhập các dòng lệnh. Một dạng khác là batch interface, các lệnh và chỉ thị được lưu vào trong file, sau đó các file này được thực thi. Phổ biến nhất là giao diện đồ họa (Graphical user interface). Ở đây, giao diện chính là hệ thống các cửa sổ window và một bàn phím để nhập văn bản. Một vài hệ thống cung cấp 2 hoặc cả 3 dạng giao diện này.

- Program execution: hệ thống phải có khả năng load các chương trình vào bộ nhớ và chạy các chương trình này. Chương trình phải có khả năng tự kết thúc việc thực thi của chính nó, bất kể là được thực thi bình thường hoặc không bình thường (có lỗi).

- I/O operations: một chương trình đang chạy có thể đòi hỏi nhập/xuất, nghĩa là nó cần phải sử dụng file hoặc các thiết bị nhập xuất. Một số thiết bị đặc biệt có các chức năng đặc biệt (ví dụ như ghi nội dung ra đĩa CD hoặc DVD). Để hiệu quả và an toàn, người dùng không thường xuyên quản lý các thiết bị I/O một cách trực tiếp. Vì vậy, hệ điều hành cần phải cung cấp một sự cân bằng để thực hiện I/O.

- File-system manipulation: một chương trình cần phải đọc và ghi các file, thư mục. Các chương trình này cũng cần tạo và xóa các file, tạo bởi chính nó, tìm kiếm file, liệt kê thông tin file. Sau cùng, một chương trình còn có khả năng cho phép hoặc từ chối việc truy xuất vào các file hoặc thư mục thuộc quyền quản lí của chương trình đó.

- Communications: có rất nhiều nguyên nhân đòi hỏi một tiến trình phải trao đổi thông tin với tiến trình khác. Các giao tiếp này có thể xảy ra giữa các tiến trình đang được thực thi trên cùng một máy hoặc giữa các tiến trình được thực thi trên các máy tính khác nhau được kết nối thông qua mạng máy tính. Communication còn có thể được gọi đến bằng shared memory hoặc thông qua message passing (chuyển thông điệp), khi đó có các gói tin được hệ điều hành điều khiển di chuyển qua lại giữa các tiến trình.

- Error detection: hệ điều hành cần phải được cảnh báo về các lỗi có thể xảy ra. Error có thể xảy ra bên trong CPU và bộ nhớ phần cứng (ví dụ như lỗi bộ nhớ hoặc lỗi nguồn – power failure), trong các thiết bị nhập xuất (ví dụ như ko kết nối được với mạng, thiếu giấy trong máy in…) và trong chương trình mà người dùng sử dụng (lỗi tràn số, truy cập vào địa chỉ bộ nhớ ko hợp lệ…). Ứng với mỗi loại lỗi khác nhau, hệ điều hành cần phải có một hành động thích hợp để đảm bảo tính chính xác và phù hợp trong tính toán. Tính năng gỡ lỗi (debugging facilities) có thể giúp cho user và programmer rất nhiều trong việc sử dụng hệ thống hiệu quả.

Với người lập trình ứng dụng, phần mềm hệ thống đơn giản hóa môi trường lập trình và cho phép sử dụng hiệu quả phần cứng. Phần mềm hệ thống có chức năng làm môi trường thực thi cho ngôn ngữ lập trình. Trong UNIX, chức năng này được cài đặt bằng ngôn ngữ C
(bằng cách sử dụng các file .h)

Ví dụ:
Thư viện vào/ra chuẩn (I/O) thực hiện các thao tác vào/ra thông qua bộ đệm trên dòng dữ liệu

Thư viện toán học để tính toán các hàm toán học

Thư viện đồ họa cung cấp hàm hiển thi hình ảnh trên màn hình đồ họa


Một chức năng khác của phần mềm hệ thống là cung cấp hệ thống giao diện cửa sổ.
WINDOWS là phần mềm hệ thống cung cấp các cửa sổ (một thiết bị đầu cuối ảo) cho chương trình ứng dụng. Lập trình viên phát triển phần mềm ứng dụng những hàm để đọc và ghi lên cửa sổ như thể cửa sổ là một thiết bị đầu cuối, thậm chí cửa sổ này không gắn với bất kỳ 1 thiết bị vật lý nào. Phần mềm hệ thống chịu trách nhiệm ánh xạ thiết bị đầu cuối ảo lên một vùng cụ thể trên màn hình. Một thiết bị đầu cuối vật lý có thể hỗ trợ nhiều thiết bị đầu cuối ảo

HĐH cung cấp giao diện để phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng sử dụng khi muốn dùng tài nguyên hệ thống. HĐH là phần mềm độc lập,hỗ trợ nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Phần mềm ứng dụng sử dụng sự trừu tượng hóa tài nguyên do HĐH cung cấp khi làm việc với phần cứng. HĐH cho phép các ứng dụng khác nhau chia sẽ tài nguyên phần cứng thông qua chính sách quản lý tài nguyên. Trừu tượng hóa tài nguyên và chia sẻ là 2 khía cạnh cơ bản của HĐH

Đáp ứng các yêu cầu sử dụng tài nguyên thiết bị trên máy tính như CPU,Bộ nhớ trong,Các thiết bị ngoại vi,Ổ đĩa,Card mạng....
-Cho nên HĐH được cài đặt trên máy tính nhằm đứng ra làm trung gian quản lí để người sử dụng sử dụng được các tài nguyên trên máy tính.
Ví dụ: Thực tiễn như là vấn đề giữ xe chẳng hạn, xe của mọi người là tài nguyên, khi tới nơi học ta phải gửi vào bãi giữ xe. Bãi giữ xe phải quản lí tài nguyên và đáp ứng nhu cầu gửi xe của mọi người.

Trong trường hợp nhiều chương trình, nhiều người dùng cùng chia sẽ các tài nguyên chung như vậy thì:
-HĐH phải giải quyết các tranh chấp có thể xảy ra và đứng ra làm trung gian làm điều phối sao cho tài nguyên được sử dụng đúng thứ tự, tài nguyên sau khi dùng xong lại được cấp cho đối tượng khác cần để sử dụng.
Ví dụ: Có 3 chương trình cùng in ra một máy in duy nhất. Rất khó chấp nhận được một trường hợp có 1 trang in xen kẽ nhau..HĐH giúp cho chuong trình in ra theo thứ tự

ới dung lượng ổ cứng ngày càng lớn, việc tạo ra các máy ảo để thử nghiệm phần mềm tránh sự xâm nhập của virus, thực hành các bài lab,… ngày càng trở nên dễ dàng. Nếu bạn muốn biến hệ điều hành đang sử dụng với đầy đủ các thiết lập và phần mềm thành một máy ảo, bạn có thể sử dụng qua các phần mềm chuyên dụng dưới đây.
1. VMware vCenter Converter Standalone Client (VCSC)
Bạn có thể tải VCSC tại http://tinyurl.com/3bcqcbg và sử dụng nó như là một công cụ độc lập nếu trên máy chưa được cài sẵn phần mềm tạo máy ảo VMWare Workstation. Còn nếu trên hệ thống đã có VMWare Workstation, bạn chỉ việc vào menu File >>Virtualize a physical machine để cài đặt VCSC.




Sau khi cài đặt hoàn tất bạn có thể khởi động chương trình từ trên màn hình Desktop, chọn Connect to a local server nếu muốn tạo máy ảo từ chính máy thật đang hoạt động hoặc sử dụng tùy chọn Enter the IP Address or host name of the Converter server để tạo máy ảo từ một máy bất kì trong mạng LAN. Xong bạn nhấn Login >> Convert machine để bắt đầu tạo một máy ảo mới.



Giao diện Conversion dưới dạng trình thuật sĩ hiện ra gồm 3 bước cấu hình, sau mỗi bước bạn nhấn nút next để tiếp tục.



+Source system: ở phần Select source type bạn chọn mục powered-on machine để sử dụng máy thật đang hoạt động, xong tiếp tục chọn một trong hai mục ở phần Specify the powered-on machine gồm This local machine (tạo máy ảo từ máy tính đang sử dụng) hay A remote machine (tạo máy ảo từ một máy tính khác trên mạng LAN). Riêng đối với tùy chọn A remote machine bạn cần điền thêm các thông tin như IP Address or name (địa chỉ IP hay tên của máy trên mạng LAN), username (tên người dùng), password (mật khẩu), OS family (hệ điều hành).

+Destination system: ở mục Select destination type bạn chọn VMWare Workstation or other VMWare virtual machine, chọn thêm phiên bản phần mềm VMWare có thể sử dụng máy ảo sau khi tạo ra ở phần Select VMWare product. Tiếp theo bạn đặt tên (name) và chọn đường dẫn cho máy ảo tạo ra (select a location for the virtual machine).

+Options: Đây là mục quan trọng nhất trong quá trình cấu hình, do đó bạn nên thao tác thật cẩn thận. Bạn nhấn vào liên kết Edit nằm ở cuối mỗi tùy chọn để chỉnh sửa các thiết lập như data to copy (chọn lựa các phân vùng trên máy thật sẽ xuất hiện trên máy ảo), devices (thiết lập lại dung lượng RAM và số nhân CPU cho máy ảo), networks (điều chỉnh kết nối mạng cho máy ảo). Riêng các mục khác bạn nên để mặc định. Sau khi hoàn tất bạn sẽ được cung cấp một bảng tổng kết tất cả các lựa chọn đã thực hiện.




Khi đã ưng ý bạn nhấn nút Finish để bắt đầu quá trình chuyển đổi. Tốc độ diễn ra khá lâu, đặc biệt nếu trên phân vùng cần chuyển đổi có chứa nhiều dữ liệu. Sau khi hoàn tất, bạn truy cập vào thư mục chứa máy ảo và chạy tập tin có đuôi .vmx để khởi động và sử dụng máy ảo với đầy đủ các thiết lập và phần mềm của máy thật.

2.Disk2vhd
Đây là công cụ nhỏ gọn (811,68 KB) và dễ sử dụng nhất trong việc chuyển máy thật thành máy ảo. Bạn chỉ việc chọn phân vùng chứa hệ điều hành cần chuyển đổi trong danh sách, chọn đường dẫn lưu file ở mục VHD File name xong nhấn nút Create để tiến hành. Máy ảo tạo ra sẽ có định dạng file VHD và chỉ có thể sử dụng trên phần mềm tạo máy ảo Microsoft Virtual PC.

3. Paragon Go Virtual
Phần mềm Paragon Go Virtual có ưu điểm nhỏ gọn (27,15 MB) và tính tương thích với các phần mềm tạo máy ảo cao hơn hẳn so với hai công cụ VCSC và Disk2vhd đã giới thiệu ở trên.



Trong quá trình cài đặt bạn nhấn nút Get Free Serial, điền một số thông tin trong trong web hiện ra để nhận Produck key và Serial number, xong điền các thông tin này vào hai ô tương ứng bên dưới.

Trong giao diện chính của chương trình, bạn nhấn vào nút P2V Copy >> Next xong chọn phân vùng chứa hệ điều hành cần tạo máy ảo, nhấn Next để chương trình bắt đầu kiểm tra phiên bản hệ điều hành đã được cài đặt trên máy.



Kế đến bạn chọn một trong ba phần mềm gồm VMWare WorkStation/VMWare Fusion, Oracle VirtualBox hay Microsoft Virtual PC sẽ tương thích với máy ảo sau khi tạo ra. Trong giao diện Setting Virtual Machine Properties Page bạn xác định phiên bản phần mềm có thể sử dụng được máy ảo (Virtual machine version), tên máy ảo (virtual machine name), số nhân CPU (CPU number), bộ nhớ RAM (memory amount), xong nhấn Next hai lần.

Cuối cùng bạn chọn đường dẫn để chứa toàn bộ máy ảo ở cửa sổ Where to save the virtual machine. Chương trình sẽ tự động tính toán tổng dung lượng của file máy ảo tạo ra, do đó bạn phải lưu trữ file này trên một phân vùng còn nhiều khoảng trống hơn. Bạn nhấn Next để bắt đầu quá trình chuyển đổi với tốc độ làm việc tương đối nhanh.

1.Cấu trúc file

Cấu trúc cơ sở của Linux khác hoàn toàn so với Windows. Nó được phát triển trên một mã gốc riêng với các nhà phát triển riêng rẽ. Bạn sẽ không tìm thấy thư mục My Documents trên Ubuntu hay Program Files trên Fedora. Cũng không có các ổ đĩa C: hay D: xuất hiện.

Thay vào đó, có một cây dữ liệu và các ổ đĩa được bung vào cây đó. Tương tự, thư mục home và desktop đều là một phần trong cây dữ liệu. Về mặt kỹ thuật, bạn sẽ cần tìm hiểu một hệ thống và kiến trúc file mới hoàn toàn. Thực tế thì việc này không quá khó nhưng sự khác biệt vẫn là rõ rệt.
2.Không có Registry

Registry trong Windows là một cơ sở dữ liệu chủ cho toàn bộ các thiết lập nằm trên máy tính. Nó nắm giữ thông tin ứng dụng, mật khẩu người dùng, thông tin thiết bị…

Linux không có registry. Các ứng dụng trên Linux lưu thiết lập của mình trên cơ sở chương trình dưới sự phân cấp người dùng. Với ý nghĩa này, những cấu hình của Linux ở dạng mô đun. Người dùng sẽ không tìm thấy một cơ sở dữ liệu tập trung nào cần dọn dẹp định kỳ tại đây.
3.Trình quản lý gói

Trên Windows người dùng sẽ phải sử dụng các gói cài đặt. Đây là những file exe của chương trình muốn cài được tải về thông qua các website. Và khi cần gỡ, ta sẽ phải vào Control Panel.

Nhưng với hầu hết các hệ thống Linux, bạn sẽ không phải cài đặt chương trình theo cách này nữa. Thay vào đó, hệ thống có một chương trình quản lý gói (package manager) giống như một trung tâm duyệt web, cài đặt hay gỡ bỏ gói chương trình. Thay vì truy cập website Firefox, bạn có thể chỉ cần tra trong các kho lưu dữ liệu của trình quản lý gói và tải về trực tiếp ứng dụng từ đây.

Đây là một trong những ưu điểm của Linux so với Windows.
4.Giao diện thay đổi được

Giao diện của Windows không có quá nhiều đổi khác trong một thời gian dài. Với Windows Vista, đó là Aero. Trước đó, XP đã tạo một số thay đổi nhỏ so với Windows Classic. Nhưng Start Menu, Taskbar, System Tray, Windows Explorer, tất cả về cơ bản vẫn giống nhau.

Với Linux, Giao diện hoàn toàn tách rời với hệ thống lõi. Bạn có thể đổi môi trường giao diện mà không cần lo lắng xem có phải cài lại chương trình hay không. Có nhiều giao diện như GNOME, KDE hay gần đây hơn là Unity cùng nhiều giao diện ít biết đến khác tập trung vào các khía cạnh khác nhau cho bạn lựa chọn.
5.Lệnh đầu cuối

Linux có được tiếng là hệ điều hành dành cho các tín đồ máy tính và điều này đạt được chủ yếu là nhờ vào sự phổ biến của giao diện dòng lệnh (terminal). Đây là một hộp đen với chữ xanh truyền thống để ta có thể sử dụng các lệnh thực thi. Nói cách khác, nó giống như Command Prompt của Windows.

Nếu muốn chuyển sang dùng Linux thì bạn phải học các cấu trúc lệnh vì sẽ phải sử dụng chúng thường xuyên. Giao diện đồ họa dễ sử dụng nhưng chắc chắn không mạnh mẽ và hiệu quả bằng giao diện dòng lệnh.
6.Các thiết lập điều khiển
Do Windows thống trị thị trường PC nên các nhà sản xuất driver đều tập trung vào hệ điều hành này. Điều này có nghĩa các công ty như AMD và Nvidia ưu tiên Windows hơn Linux. Do vậy, nếu tất cả bạn cần chỉ là xử lý văn bản, một trình duyệt web, chat và email thì Linux là lựa chọn chấp nhận được. Nhưng nếu muốn chơi game thì bạn cần suy xét kỹ.
7.Tính tự do
Trên hết, môi trường Linux thực sự môi trường mở cho mọi người khám phá, học hỏi và thử nghiệm ý tưởng của họ. Mỗi máy tính Linux là duy nhất, và tính duy nhất xuất phát từ việc phải cá nhân hóa các thiết lập cho phần cứng.

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.)

2. 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.

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

Quản lý bộ xử lý:
Quản lý bộ xử lý liên quan đến hai vấn đề chính:
• Đảm bảo rằng mỗi quá trình và ứng dụng nhận được đủ thời gian của bộ xử lý để thực hiệc các chức năng phù hợp.
• Sử dụng bao nhiêu chu kì lệnh bộ vi xử lý cho công việc thực sự là thích hợp.

Lưu trữ bộ nhớ và quản lý:

Khi một hệ điều hành quản lý bộ nhớ của máy tính, có hai nhiệm vụ lớn cần thực hiện:
1. Mỗi Process phải có đủ bộ nhớ để thực hiện và nó không thể chạy sang không gian bộ nhớ của một Process khác cũng như một quy trình khác chạy sang nó.
2. Các kiểu bộ nhớ khác nhau trong hệ thống phải được sử dụng phù hợp để mỗi Process có thể chạy hiệu quả.

Quản lí thiết bị:
  Đường dẫn giữa hệ điều hành và tất cả phần cứng trên Mainboard của máy tính đi qua một chương trình đặc biệt gọi là bộ phận điều khiển hay Driver. Phần lớn chức năng của Driver là chuyển đổi tín hiệu điện của hệ thống phần cứng và ngôn ngữ lập trình cấp cao của hệ điều hành và chương trình ứng dụng. Driver lấy dữ liệu mà hệ điều hành định nghĩa là một file và dịch chúng sang dòng bit được đặt ở một vị trí cụ thể trong thiết bị lưu trữ hay một loạt các xung laze trong máy in.
  Do có sự khác biệt lớn trong phần cứng được kiểm soát thông qua các Driver nên cách các chương trình Driver hoạt động cũng khác nhau, nhưng hầu hết được chạy khi thiết bị được yêu cầu và thực hiện các chức năng như các Process khác. Hệ điều hành sẽ thường xuyên chỉ định các khối ưu tiên cho các Driver để tài nguyên phần cứng có thể được sẵn sàng để sử dụng càng nhanh càng tôt.
Một lý do mà Driver tách rời khỏi hệ điều hành đó là để chức năng mới có thể được thêm vào Driver và do đó thêm chức năng cho hệ thống phần cứng mà không yêu cầu hệ điều hành phải thay đổi, biên tập lại và thực hiện lại. Thông qua sự phát triển của thiết bị Driver phần cứng mới, sự phát triển thường có được nhờ các nhà sản xuất phần cứng tương ứng hơn là của nhà cung cấp hệ điều hành, nên khả năng của thiết bị đầu cuối của toàn hệ thống cắm thêm có thể được nâng cao đáng kể.
  Quản lý hệ thống vào ra là vấn đề quản lý hàng đợi và bộ đệm , điều kiện lưu trữ đặc biệt đưa dòng những Bit ra khỏi thiết bị, có thể là bàn phím hay cổng nối tiếp, giữ những Bit này gửi chúng đến CPU với tốc độ đủ để CPU có thể nhận ra. Chức năng này đặc biệt quan trọng khi một số Process đang chạy và chiếm thời gian của bộ xử lý để nhận biết những tín hiệu từ thiết bị I/O. Hệ điều hành sẽ chỉ dẫn bộ đệm tiếp tục lấy dữ liệu vào từ thiết bị nhưng ngừng việc gửi dữ liệu đến CPU trong khi quy trình sử dụng dữ liệu vào bị treo. Sau đó, khi Proces cần dữ liệu vào được kích hoạt một lần nữa, hệ điều hành sẽ điều khiển bộ đệm gửi dữ liệu. Quy trình này cho phép bàn phím hoặc một bộ điều giải xử lý người sử dụng bên trong hoặc máy tính với tốc độ cao thậm chí nếu có thời gian khi bộ xử lý không sử dụng dữ liệu vào từ những nguồn này.

Giao diện ứng dụng:
Trong khi các Driver đưa ra cách để ứng dụng tận dụng hệ thống phần cứng phụ mà không phải biết mọi chi tiết về hoạt động của phần cứng thì Giao diện lập trình ứng dụng (application program interfaces - API) cho phép nhà lập trình ứng dụng sử dụng chức năng của máy tính và hệ điều hành mà không phải kiểm tra tất cả chi tiết trong hoạt động của CPU. Hãy cùng xem ví dụ tạo ra file đĩa cứng cho các dữ liệu để thấy tại sao điều này lại quan trọng.

Giao diện người sử dụng:
  Trong khi API cung cấp một phương thức thích hợp cho các ứng dụng sử dụng tài nguyên của hệ thống máy tính, giao diện người sử dụng ( UI – User Interface ) cung cấp cấu trúc cho tương tác giữa người sử dụng và máy tính. Trong thập kỉ trước, hầu hết sự phát triển trong giao diện người sử dụng thuộc lĩnh vực giao diện người dùng đồ hoạ (GUI – Graphic User Interface ) với hai mẫu là Macintosh của Apple và Windows của Microsoft đã thu hút sự chú ý của người tiêu dùng và chiếm phần lớn thị phần. Hệ điều hành Linux nguồn mở phổ biến cũng hỗ trợ cho giao diện người dùng đồ hoạ.

Hệ điều hành là tập hợp các chương trìnhđược tổ chức thành hệ thống với các nhiệmvụ:
-Đảm bảo tương tác giữa người dùng vàmáy tính.
-Cung cấp các phương tiện và dịch vụđể điều phối việc thực hiện các chươngtrình.
-Quản lý chặt chẻ các tài nguyên củamáy,tổ chức khai thác chúng một cáchthuận tiện và tối ưu.
* Các chức năng của hệ điều hành:
-Tổ chức giao tiếp giữa người dùngvà hệ thống.
-Cung cấp tài nguyên (Bộ nhớ, cácthiết bị ngoại vi, …) cho các chương trìnhvà tổ chức thực hiện các chương trình đó.
-Tổ chức lưu trữ thông tin trên bộnhớ ngoài , cung cấp các công cụ để tìmkiếm và truy cập thông tin.
-Kiểm tra và hỗ trợ bằng phầm mềmcho các thiết bị ngoại vi (chuột, bàn phiếm, màn hình, đĩa CD,…) để có thểkhai thác chúng một cách thuận tiện vàhiệu quả.
-Cung cấp các dịch vụ tiện ích hệthống (làm việc với đĩa, truy cập mạng…)

* Các chức năng của hệ điều hành :
- Tổ chức giao tiếp giữa người dùng và hệ thống.
- Cung cấp các tài nguyên cho các chương trình và cách tổ chức thực hiện các chương trình đó.
- Tổ chức lưu trữ thông tin trên bộ nhớ ngoài, cung cấp các công cụ để tìm kiếm và truy cập thông tin.
- Kiểm tra và hỗ trợ bằng phần mềm cho các thiết bị ngoại vi để khai thác chúng một cách thuận tiện,hiệu quả.
- Cung cấp các dịch vụ tiện ích hệ thống.
* Mỗi chức năng được một nhóm chương trình trong hệ điều hành đảm bảo thực hiện. Các nhóm chương trình này là các thành phần của hệ điều hành.

HĐH Đơn chương (đơn: có 1, chương: chương trình(tên khác:tác vụ)) ,vậy HĐH đơn chương là tại mỗi thời điểm chỉ có 1 tác vụ được nạp vào RAM để vận hành.

HĐH Đa chương:cùng một thời điểm có nhiều chương trình cùng nạp vào bộ nhớ RAM để vận hành.khi 1 tác vụ không cần CPU,thì tác vụ khác sẽ được thực thi.

Ngoài ra hệ chia thời gian cũng hệ đa chương nhưng có đặc điểm là mỗi chương trình chỉ dùng CPU trong khoảng 1 thời gian ngắn,sau đó bị ngắt quãng,chuyển sang tác vụ khác,sau 1 thời gian bị ngắt quãng chuyển sang tác vụ khác...,cứ thế tạo thành một vòng tròn. Người dùng có cảm giác là giống như là máy tính phục vụ cho mình mà thôi

1. Cấu trúc vật lý :
    Yếu tố cơ bản trong mô hình Client-Server là trong hệ thống phải có các máy tính kết nối chung với nhau sử dụng một giao thức bất kỳ nhằm mục đích sử dụng các tài nguyên, dữ liệu của nhau.
   a. Máy chủ (Server) :
      Trước những năm 1990, các máy tính lớn (main frame) được sử dụng làm máy chủ, hiện nay các máy tính cá nhân vẫn được sử dụng như là một máy chủ. Vì cùng một lúc sẽ có nhiều người truy xuất về máy chủ thông qua máy trạm do đó máy chủ phải có bộ vi xử lý tốc độ cao (CPU), tài nguyên lớn (RAM, Hardisk) để hoạt động tốt. Trong hệ thống mạng, có thể có nhiều máy chủ có chức năng độc lập nhau.
   b. Máy trạm (Client) :
      Các máy trạm truy xuất các tài nguyên đã được chia sẻ trên mạng như các dữ liệu dùng chung trên máy chủ và in ấn các tài liệu trên máy in dùng chung.
   c. Dây cáp mạng (Cable) :
      Hệ thống dây kim loại hoặc quang học nối kết vậy lý các máy tính, máy in lại với nhau.
   d. Dữ liệu chung (Shared data) :
      Các tập tin, thư mục mà người sử dụng có thể truy xuất trên máy chủ thông qua các máy trạm và dây cáp mạng.

2. Tiến trình xử lý :
    Trong mô hình Client-Server, ngoài hệ thống mạng máy tính phải có còn đòi hỏi việc tổ chức các xử lý bên dưới sao cho hiệu quả, đảm bảo các yêu cầu (request) từ các máy trạm phải được máy chủ phúc đáp (response) một cách nhanh chóng, không làm tắc nghẽn hệ thống.
     Khi thiết kế các ứng dụng theo mô hình Client-Server, người ta chia các xử lý ra làm 2 nhánh : nhánh máy trạm và nhánh máy chủ.
   a. Nhánh máy trạm (client side) :
     - Các ứng dụng sẽ thực hiện các công việc đọc và hiển thị dữ liệu hiện có bên trong cơ sở dữ liệu, tính toán dữ liệu đang hiển thị trên các màn hình ứng dụng, in dữ liệu ra.
     - Các ngôn ngữ dùng để xây dựng ứng dụng là Delphi, Visual Basic, C++, …. Các ứng dụng này còn cho phép người dùng có thể thực hiện các thao tác xóa, thêm, sửa dữ liệu hiện có bên trong cơ sở dữ liệu bên nhánh máy chủ.
     - Các ứng dụng khi xây dựng nên tránh việc đọc toàn bộ dữ liệu của bảng (Table) khi truy xuất dữ liệu từ máy chủ mà chỉ nên lấy về đúng các thong tin cần thiết cho các xử lý. Việc này làm giảm đi lượng thông tin lưu thông trên mạng.
   b. Nhánh máy chủ (server side) :
      - Các xử lý được thực hiện trực tiếp trên máy chủ. Để đảm bảo việc bảo mật (security), những người dùng trên mạng phải được cấp phát quyền truy cập thì mới có thể truy xuất được các dữ liệu dùng chung.
      - Việc cập nhật dữ liệu cho phép đồng thời cùng lúc giữa những người dùng hiện hành trên mạng, ví dụ như máy chủ cho phép cùng lúc cả hai người dùng có thể cập nhật thông tin của khách hàng trong bảng khách hàng.
      - Việc sao lưu dữ liệu (backup data) được tự động để đảm bảo dữ liệu không bị mất trong các trường hợp xấu xảy ra.

3. Ưu điểm của ứng dụng mô hình Client-Server :
   a. Giảm chi phí :
        Mô hình Client-Server cho phép các công ty có thể sử dụng máy chủ là những máy tính cá nhân thay vì các máy tính lớn. Vì các phần mềm ngày nay được xây dựng chủ yếu chạy trên các máy tính cá nhân do đó chi phí các phần mềm tương đối rẻ.
   b. Tốc độ nhanh :
        Giảm việc tắc nghẽn thông tin trong hệ thống mạng do phân chia các xử lý ra thành 2 nhánh. Các xử lý nào phức tạp tác động nhiều lên cơ sở dữ liệu sẽ được lưu trữ ngay trên máy chủ, các xử lý đơn giản sẽ được thực hiện ngay trong ứng dụng trên máy trạm. Chính vì thế hệ thống vận hành sẽ hiệu quả hơn.
   c. Tính tương thích cao :
        Việc chọn lực các phần mềm để phát triển ứng dụng có thể hoàn toàn độc lập từ ngôn ngữ lập trình đến hệ cơ sở dữ liệu quan hệ và các thiết bị phần cứng. Bạn có thể chọn các thành phần tối ưu nhất khi xây dựng một hệ thống ứng dụng.