Hệ điều hành là gì? Chức năng của hệ điều hành máy tính
Nhắc tới "hệ điều hành" chúng ta đều nghĩ ngay tới Microsoft Window hoặc Apple MacOS . Tuy nhiên, thực sự bạn đã biết hệ điều hành là gì chưa, chúng được sử dụng cho mục đích gì, làm được những việc gì? Để hiểu rõ hơn, hãy cùng Bizfly Cloud tham khảo nội dung dưới đây nhé.
Hệ điều hành là gì?
Hệ điều hành (OS; operating system) là phần mềm hệ thống có vai trò quản lý và điều hành toàn bộ các tài nguyên phần cứng và phần mềm của thiết bị điện tử như máy tính, điện thoại, máy tính bảng, đồng hồ thông minh,.. Nó đóng vai trò trung gian kết nối người dùng với phần cứng, giúp thiết bị vận hành đúng theo các yêu cầu của người dùng.
Hệ điều hành có thể được coi là "bộ não" của máy tính, thực hiện các chức năng như quản lý tệp, quy trình, bộ nhớ và giao diện người dùng. Nó cũng tạo ra môi trường làm việc cho các ứng dụng, giúp chúng có thể chạy mượt mà trên thiết bị mà không gặp phải vấn đề về xung đột phần cứng hay phần mềm.
Hệ điều hành quản lý tài nguyên phần cứng của máy tính, bao gồm:
- Các thiết bị đầu vào như bàn phím và chuột
- Các thiết bị đầu ra như màn hình hiển thị, máy in và máy quét
- Các thiết bị mạng như modem, bộ định tuyến và kết nối mạng
- Các thiết bị lưu trữ như ổ đĩa trong và ngoài
Hệ điều hành cũng cung cấp các dịch vụ để tạo thuận lợi cho việc thực hiện và quản lý hiệu quả và phân bổ bộ nhớ cho bất kỳ chương trình ứng dụng phần mềm được cài đặt bổ sung nào.
>> Tham khảo thêm: Hướng dẫn cài đặt hệ điều hành Microsoft Windows trên máy tính mới nhất
Khái quát về hệ điều hành đầu tiên
Hệ điều hành đầu tiên được sử dụng thực tế là GM-NAA I/O, phát triển năm 1956 bởi Bộ phận Nghiên cứu của General Motors cho máy tính IBM 704. Hệ điều hành này giúp tự động thực thi các chương trình theo lô, đơn giản hóa quá trình lập trình và nâng cao hiệu suất xử lý máy tính. Ban đầu, các hệ điều hành rất đa dạng, mỗi loại máy mới thường đi kèm hệ điều hành riêng, gây khó khăn cho việc điều chỉnh và kiểm thử ứng dụng.
Sự phát triển của công nghệ tiếp tục dẫn đến việc xuất hiện các hệ điều hành phức tạp hơn như UNIX vào những năm 1970. UNIX không chỉ nổi bật với khả năng đa nhiệm mà còn ảnh hưởng lớn đến nhiều hệ điều hành khác sau này, bao gồm Linux và macOS.
Thành phần của hệ điều hành
Một số hệ điều hành mã nguồn mở được phát triển vào những năm 1950, khi các máy tính chỉ có thể thực hiện một chương trình tại một thời điểm. Cuối thập niên này, các máy tính bao gồm nhiều chương trình phần mềm, đôi khi được gọi là các libraries, được liên kết với nhau để tạo ra sự khởi đầu của các hệ điều hành ngày nay.
Hệ điều hành bao gồm nhiều thành phần và tính năng khác nhau, tùy thuộc vào từng OS mà thiết bị đang sử dụng. Tuy nhiên, ba thành phần dễ dàng xác định nhất có thể kể đến bao gồm như:
- Kernel: Kernel cung cấp các điều khiển mức cơ bản trên tất cả các thiết bị phần cứng máy tính. Các vai trò chính bao gồm: đọc dữ liệu từ bộ nhớ và ghi dữ liệu vào bộ nhớ, xử lý các lệnh thực hiện, xác định cách dữ liệu được nhận và gửi bởi các thiết bị như màn hình, bàn phím, chuột và xác định cách diễn giải dữ liệu nhận được từ mạng.
- Giao diện người dùng: User Interface cho phép việc tương tác với người dùng thông qua các graphical icons và một desktop hoặc thông qua một command line.
- Giao diện lập trình ứng dụng: Application Programming Interfaces cho phép các application developers viết modular code.
Ví dụ về hệ điều hành bao gồm: Android, iOS, MacOS, Microsoft Windows và Linux.
Chức năng của hệ điều hành
Quản lý chia sẻ tài nguyên
Một trong những chức năng chính của hệ điều hành là quản lý tài nguyên. Tài nguyên ở đây có thể hiểu là CPU, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, và các nguồn lực khác.
Kiểm soát chương trình
Hệ điều hành cần phải đảm bảo rằng các chương trình không can thiệp vào nhau và mỗi chương trình được thực thi một cách độc lập. Việc kiểm soát chương trình cũng bao gồm quản lý các tiến trình, điều phối lịch trình cho từng tiến trình hoạt động hiệu quả nhất có thể.
Đảm bảo hiệu suất hệ thống
Để đảm bảo rằng máy tính hoạt động một cách tối ưu, hệ điều hành cần thực hiện các biện pháp tối ưu hóa hiệu suất. Hệ thống cần có khả năng thực hiện nhiều tác vụ khác nhau mà không làm giảm hiệu suất. Việc theo dõi và báo cáo hiệu suất của hệ thống cũng giúp người dùng có cái nhìn rõ ràng hơn về cách mà hệ điều hành và các ứng dụng hoạt động.
Quản lý bộ nhớ
Việc quản lý bộ nhớ cần phải đảm bảo rằng không có ứng dụng nào có quyền truy cập vào bộ nhớ của ứng dụng khác, điều này giúp ngăn ngừa lỗi và cải thiện độ tin cậy của hệ thống. Hệ điều hành cũng cần phải xử lý tình huống thiếu bộ nhớ.
Vai trò của hệ điều hành
Hệ điều hành không chỉ giúp người dùng tương tác với máy tính mà còn hỗ trợ trong việc quản lý hiệu quả các ứng dụng.
Quản lý ứng dụng
Hệ điều hành cho phép người dùng chạy nhiều ứng dụng cùng lúc, nhưng vẫn đảm bảo rằng các ứng dụng này không gây rối loạn cho nhau. Không chỉ đơn thuần là khởi động và dừng ứng dụng, hệ điều hành còn quản lý tài nguyên mà mỗi ứng dụng sử dụng, từ CPU cho đến bộ nhớ.
Cung cấp môi trường cho người sử dụng
Hệ điều hành tạo ra một môi trường thân thiện cho người dùng, thông qua các giao diện đồ họa và lệnh. Người dùng có thể dễ dàng thao tác với máy tính hoặc thiết bị di động của mình mà không cần phải hiểu sâu về cách thức hoạt động của phần cứng hoặc các quy trình bên trong.
Quản lý phần mềm
Hệ điều hành cần đảm bảo rằng các phần mềm này hoạt động một cách tốt nhất và không gây ra xung đột với các phần mềm khác. Việc quản lý phần mềm cũng bao gồm việc bảo vệ người dùng khỏi các phần mềm độc hại và các nguy cơ bảo mật khác.
Bảo mật hệ thống
Bảo mật là một trong những khía cạnh quan trọng của hệ điều hành. Nó cần phải đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập vào hệ thống và tài nguyên của nó.
Tối ưu hóa hiệu suất
Việc tối ưu hóa không chỉ giới hạn trong việc tăng tốc độ xử lý mà còn bao gồm giảm tiêu thụ tài nguyên và kéo dài tuổi thọ của phần cứng. Một hệ điều hành được tối ưu sẽ giúp người dùng có trải nghiệm tốt hơn khi sử dụng máy tính hoặc thiết bị di động.
Phân loại hệ điều hành hiện nay
Hiện nay, hệ điều hành sẽ được phân ra làm các loại cụ thể sau đây:
1. Hệ điều hành hàng loạt
Hệ điều hành hàng loạt là loại hệ điều hành không tương tác trực tiếp với người dùng. Thay vào đó, các công việc (jobs) được chuẩn bị sẵn và gửi đến hệ thống xử lý hàng loạt. Các hệ điều hành hàng loạt thường sử dụng trong các công việc xử lý dữ liệu lớn, nơi mà các công việc có thể được lên lịch để thực hiện tuần tự.
2. Hệ điều hành chia sẻ thời gian
Hệ điều hành chia sẻ thời gian cho phép nhiều người dùng truy cập vào hệ thống máy tính đồng thời bằng cách chia sẻ thời gian CPU. Mỗi người dùng có một phiên làm việc riêng, và hệ thống sẽ chuyển đổi giữa các phiên này một cách nhanh chóng để người dùng cảm thấy như mình là người duy nhất sử dụng máy.
3. Hệ điều hành phân tán
Hệ điều hành phân tán quản lý một nhóm các máy tính mạng (networked computers) và khiến chúng hoạt động như một hệ thống duy nhất. Người dùng có thể truy cập tài nguyên từ bất kỳ máy tính nào trong hệ thống mà không cần biết vị trí của nó.
4. Hệ điều hành mạng
Hệ điều hành mạng cung cấp các dịch vụ để máy tính có thể kết nối và giao tiếp với nhau qua mạng. Nó cho phép chia sẻ tài nguyên như file, máy in, và các thiết bị khác trong mạng. Hệ điều hành này thường hỗ trợ kết nối và chia sẻ tài nguyên thông qua mạng.
5. Hệ điều hành thời gian thực
Hệ điều hành thời gian thực được thiết kế để phục vụ các ứng dụng yêu cầu đáp ứng nhanh chóng và đáng tin cậy. Các ứng dụng này thường gặp trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, hệ thống nhúng và các thiết bị y tế.
6. Hệ điều hành một người dùng
Hệ điều hành một người dùng chỉ cho phép một người dùng truy cập và làm việc trên hệ thống tại một thời điểm. Đây là loại hệ điều hành phổ biến trong các máy tính cá nhân. Loại này được đánh giá cao nhờ thiết kế đơn giản, dễ sử dụng và chỉ hỗ trợ một người dùng trong một thời điểm.
7. Hệ điều hành đa người dùng
Hệ điều hành đa người dùng cho phép nhiều người dùng truy cập vào hệ thống máy tính cùng lúc và sử dụng tài nguyên của hệ thống. Ưu điểm của hệ điều hành này hỗ trợ nhiều người dùng đồng thời, quản lý tài nguyên hiệu quả để phục vụ nhiều phiên làm việc.
8. Hệ điều hành nhúng
Hệ điều hành nhúng được thiết kế để chạy trên các thiết bị chuyên dụng có yêu cầu cụ thể về hiệu suất và độ tin cậy. Những hệ điều hành này thường có kích thước nhỏ gọn và được tối ưu hóa cho các ứng dụng đặc biệt.
9. Hệ điều hành cụm
Hệ điều hành cụm quản lý một nhóm các máy tính liên kết với nhau để hoạt động như một hệ thống duy nhất. Mục tiêu chính của loại hệ điều hành này là cung cấp tính khả dụng cao và cải thiện hiệu suất bằng cách phân phối tải công việc giữa các máy tính trong cụm.
Tìm hiểu về hệ điều hành máy tính và điện thoại
Hệ điều hành máy tính là gì?
Hệ điều hành máy tính là phần mềm cho phép người dùng tương tác với phần cứng máy tính. Nó cung cấp các công cụ và khả năng cho phép người dùng thực hiện các tác vụ như tạo và quản lý tệp, chạy ứng dụng và thực hiện các hoạt động khác. Hệ điều hành máy tính thường đi kèm với giao diện đồ họa thân thiện, giúp người dùng dễ dàng thao tác mà không cần kiến thức quá sâu về công nghệ.
Hệ điều hành điện thoại di động?
Hệ điều hành điện thoại di động được thiết kế đặc biệt để hoạt động trên các thiết bị di động như smartphone và tablet. Chúng thường tối ưu hóa cho màn hình cảm ứng và các tính năng di động.
Hệ điều hành điện thoại cũng cần phải nhẹ nhàng và tiết kiệm pin hơn so với hệ điều hành máy tính, vì các thiết bị di động thường có nguồn năng lượng hạn chế. Ngoài ra, hệ điều hành di động thường tích hợp các ứng dụng phục vụ cho đời sống hàng ngày như mạng xã hội, định vị GPS và thanh toán điện tử.
Các hệ điều hành phổ biến dành cho máy tính
Dưới đây là một số hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay, được nhiều người dùng trên khắp thế giới ưa chuộng sử dụng, cũng như có mặt trong hầu hết các thiết bị máy tính, điện thoại.
Hệ điều hành Windows
Windows đã và đang là hệ điều hành được nhiều người sử dụng nhất từ trước đến nay. Windows đã được phát hành lần đầu tiên vào năm 1980 bởi Microsoft và đã trải qua rất nhiều phiên bản khác nhau. Phiên bản mới nhất hiện nay là Windows 11 (ra mắt năm 2021) được cài đặt sẵn trên hầu hết các máy tính.
- Ưu điểm: Đơn giản, yêu cầu cấu hình thấp và vận hành mượt mà trên mọi thiết bị máy tính. Giao diện tương thích với mọi thiết bị, dễ tương tác và đáp ứng được nhu cầu sử dụng của nhiều người dùng.
- Nhược điểm: Không phải miễn phí, người dùng cần mua bản quyền để sử dụng.
Hệ điều hành Mac OS
Mac OS là hệ điều hành chủ yếu dành cho các sản phẩm của Apple. Nó nổi bật với thiết kế đẹp mắt, hiệu suất ổn định và tính bảo mật cao. Mac OS tích hợp sâu với các dịch vụ của Apple như iCloud, mang lại trải nghiệm liền mạch cho người dùng. Tuy nhiên, Mac OS thường bị giới hạn về phần mềm và ứng dụng so với Windows.
Hệ điều hành Linux
Linux là một hệ điều hành mã nguồn mở, cho phép người dùng tùy biến theo ý thích của mình. Nó được sử dụng rộng rãi trong các máy chủ, hệ thống nhúng và cả máy tính cá nhân.
Các hệ điều hành trên điện thoại di động
Hệ điều hành MacOS
Trước đây, hệ điều hành macOS còn có tên gọi là OS X, được phát triển bởi Apple và cài đặt sẵn trên các thiết bị máy tính của Apple.
- Ưu điểm: Giao diện đẹp, tốc độ nhanh, mượt mà, được người dùng đánh giá là ổn định, ít lag.
- Nhược điểm: Khá kén thiết bị, nhiều thiết bị không tương thích chạy trên phần mềm dẫn đến ít người dùng hơn.
Hệ điều hành Windows Phone
Windows Phone là một hệ điều hành do Microsoft phát triển cho điện thoại di động, hiện nay không còn phổ biến như trước. Nó nổi bật với giao diện người dùng đơn giản và tích hợp tốt với các dịch vụ của Microsoft như Office và OneDrive. Windows Phone đã cố gắng tạo ra một hệ sinh thái riêng nhưng cuối cùng không thể cạnh tranh với Android và iOS.
Hệ điều hành Android
Android là hệ điều hành mã nguồn mở do Google phát triển. Nó được sử dụng trên nhiều thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau. Android cho phép người dùng tùy biến giao diện và trải nghiệm sử dụng theo ý muốn. Nó cũng có một cửa hàng ứng dụng phong phú, cho phép người dùng tải xuống hàng triệu ứng dụng khác nhau.
Hệ điều hành BlackBerry OS
Hệ điều hành BlackBerry OS chạy trên di động được độc quyền bởi BlackBerry Ltd., phát triển trên những chiếc điện thoại BlackBerry. Đa phần những người chuộng BlackBerry OS đều không cần quá nhiều ứng dụng và chỉ muốn tập trung vào một chiếc thiết bị chuyên để làm việc, ghi chép và nghe gọi là chính. Hệ điều hành này được hỗ trợ MIDP 1.0 và WAP 1.2.
- Ưu điểm: Bảo mật cao. Có khả năng nén dữ liệu xuống còn một nửa kích thước so với ban đầu, giúp tiết kiệm chi phí băng thông. Trình quản lý pin tốt nhất so với những hệ điều hành khác.
- Nhược điểm: Khá nghèo nàn về kho ứng dụng, trình duyệt web khá chậm. Bị hạn chế đối tượng sử dụng ở phân khúc người dùng bình dân.
So sánh hệ điều hành của máy tính và điện thoại
Khi so sánh hệ điều hành máy tính và điện thoại, có nhiều yếu tố cần xem xét như tính năng, giao diện người dùng và trải nghiệm người dùng.
- Hệ điều hành máy tính thường mạnh mẽ hơn với khả năng xử lý tốt hơn và có thể chạy nhiều ứng dụng phức tạp hơn. Thường đi kèm với các công cụ phát triển mạnh mẽ hơn, cho phép người dùng thực hiện các tác vụ chuyên sâu như lập trình hay thiết kế đồ họa.
- Hệ điều hành điện thoại được tối ưu hóa để sử dụng trên các thiết bị có màn hình nhỏ và nguồn năng lượng hạn chế. Thường có giao diện đơn giản và dễ sử dụng, với nhiều chức năng hữu ích cho người dùng trong cuộc sống hàng ngày.
Hệ điều hành máy tính nào có độ bảo mật tốt nhất?
Việc xác định hệ điều hành nào có độ bảo mật tốt nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cách sử dụng, môi trường hoạt động, và yêu cầu cụ thể của người dùng. Dưới đây là một số hệ điều hành nổi bật với độ bảo mật cao:
- Linux (distro bảo mật): Các bản phân phối Linux như Debian, Ubuntu với cấu hình bảo mật cao, hoặc các bản phân phối chuyên biệt như Kali Linux, Parrot Security OS cung cấp nhiều công cụ và tính năng bảo mật.
- MacOS: Apple liên tục cải thiện bảo mật cho macOS với các tính năng như Gatekeeper, XProtect và System Integrity Protection (SIP). Tuy nhiên, tính bảo mật cũng phụ thuộc vào cách người dùng quản lý hệ thống.
- Windows (phiên bản bảo mật cao): Windows 10 và Windows 11 với các tính năng như Windows Defender, BitLocker, và các chính sách bảo mật của doanh nghiệp có thể cung cấp mức độ bảo mật tốt nếu được cấu hình đúng.
Tìm hiểu về các phần mềm khác trong hệ điều hành
Dưới đây là các phần mềm chính trong hệ điều hành và các phần mềm liên quan:
- Hệ điều hành (Operating System - OS): Đây là phần mềm cốt lõi điều khiển toàn bộ hoạt động của máy tính hoặc thiết bị. Hệ điều hành quản lý tài nguyên phần cứng như CPU, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, đồng thời cung cấp giao diện người dùng để tương tác với máy tính.
- BIOS (Basic Input/Output System): Là phần mềm cơ bản được khởi chạy khi bật máy tính, giúp khởi động hệ điều hành bằng cách kiểm tra và sắp xếp thứ tự ổ cứng, nạp driver cho thiết bị ngoại vi để chuẩn bị cho hệ điều hành hoạt động.
- Trình điều khiển thiết bị (Driver): Là chương trình trung gian cho phép hệ điều hành và phần mềm tương tác với phần cứng như card màn hình, bàn phím, chuột, máy in...
- Tiện ích hệ thống (Utility Software): Là các phần mềm hỗ trợ tối ưu hóa, phân tích, bảo vệ và quản lý hệ thống như phần mềm quản lý ổ đĩa, chống virus, dọn dẹp hệ thống, sao lưu dữ liệu.
Hướng dẫn cách cập nhật hệ điều hành đơn giản
Dưới đây là cách thực hiện cập nhật hệ điều hành một cách đơn giản:
- Kiểm tra cập nhật: Trên hệ điều hành Windows, bạn có thể vào phần "Settings" > "Update & Security" để kiểm tra cập nhật. Trên macOS, bạn có thể vào "System Preferences" > "Software Update".
- Tải xuống và cài đặt: Nếu có bản cập nhật, hãy tải xuống và cài đặt chúng. Bạn có thể cần khởi động lại máy tính để hoàn tất quá trình.
- Thực hiện sao lưu: Trước khi cập nhật, hãy đảm bảo sao lưu dữ liệu quan trọng của bạn để tránh mất mát.
Theo dõi các bản cập nhật trong tương lai: Thiết lập các thông báo tự động để nhận biết về các bản cập nhật mới, đảm bảo rằng bạn không bỏ lỡ bất kỳ bản vá bảo mật nào.
Một số câu hỏi thường gặp về hệ điều hành
1. Hệ điều hành được phân thành mấy loại?
Hiện nay có 2 loại hệ điều hành chính, đó là hệ điều hành dành cho máy tính và hệ điều hành dành cho điện thoại.
2. Hệ điều hành được lưu trữ tại đâu?
Các hệ điều hành thông dụng hiện nay được lưu trữ ở bộ nhớ ngoài, với bộ nhớ ngoài là bộ nhớ thứ cấp hay ổ cứng gắn bên ngoài nằm trong một thiết bị lưu trữ riêng biệt (ổ đĩa cứng thể rắn, đĩa CD, DVD).
3. Những chức năng cơ bản của hệ điều hành là gì?
Hệ điều hành có 2 chức năng cơ bản, đó là quản lý tài nguyên hệ thống và đảm bảo tài nguyên hệ thống được sử dụng một cách tối ưu, hiệu quả.
Kết luận
Hệ điều hành là một phần thiết yếu trong thế giới công nghệ ngày nay. Nó không chỉ là một phần mềm mà còn là cầu nối giữa con người và thiết bị. Qua việc tìm hiểu về các hệ điều hành khác nhau, chúng ta có thể thấy rõ vai trò và tầm quan trọng của chúng trong việc tối ưu hóa hiệu suất và bảo mật cho người dùng. Hy vọng qua bài viết này, bạn đọc đã có cái nhìn tổng quan và sâu sắc hơn về các hệ điều hành, từ máy tính đến điện thoại di động.
Theo Bizfly Cloud tổng hợp
>> Tìm hiểu thêm: Những hệ điều hành sẽ "làm nên chuyện" trong tương lai
