Lý thuyết Tin học 11 Bài 3 (Cánh diều): Khái quát về hệ điều hành

Lý thuyết Tin học 11 Bài 3: Khái quát về hệ điều hành

A. Lý thuyết Khái quát về hệ điều hành

1. Hệ điều hành, vai trò và chức năng của hệ điều hành

- Hệ điều hành (OS) là tập các chương trình điều khiển và xử lý giao tiếp giữa thiết bị và phần mềm.

- OS cũng quản lý thiết bị, phân phối tài nguyên và điều khiển quá trình xử lý.

- Phần cứng, OS và phần mềm ứng dụng tạo thành hệ thống máy tính, phục vụ người dùng.

- Hình 1 minh hoạ mối quan hệ giữa phần cứng, hệ điều hành, phần mềm ứng dụng trong máy tính và những người dùng máy tính.

- Các phần mềm ứng dụng bao gồm các ứng dụng văn phòng, duyệt web, xử lí hình ảnh, và phát triển phần mềm. Chúng phải tương thích với hệ điều hành (OS) để hoạt động.

- Các phần mềm hệ thống dùng để thiết kế và điều khiển phần cứng máy tính, bao gồm các trình điều khiển thiết bị.

- OS là trung gian giữa phần mềm ứng dụng, phần cứng, và người dùng máy tính. Nó giúp quản lí thiết bị và tài nguyên, cũng như cung cấp giao diện cho người dùng.

- Các chức năng cơ bản của hệ điều hành:

+ Hệ điều hành quản lí tệp, thiết bị, tiến trình, cung cấp giao tiếp cho người dùng và bảo vệ hệ thống.

+ Quản lí tệp: tổ chức, truy cập, chia sẻ và bảo vệ các tệp trên bộ nhớ ngoài.

+ Quản lí thiết bị: nhận biết và kết nối các thiết bị ngoại vi, tự động cài đặt trình điều khiển và ngắt kết nối khi tháo thiết bị.

+ Quản lí tiến trình: tạo và điều khiển các tiến trình, phối hợp hoàn thành nhiệm vụ và huỷ bỏ khi kết thúc.

+ Giao tiếp: qua câu lệnh, giao diện đồ hoạ, tiếng nói.

+ Bảo vệ: hạn chế sai lầm và bảo vệ thông tin lưu trữ.

2. Sơ lược lịch sử phát triển của hệ điều hành qua các thế hệ máy tính 

- Máy tính thế hệ đầu tiên: không có hệ điều hành, các chương trình viết bằng ngôn ngữ máy và việc điều khiển máy tính thực hiện bằng cách nối dây trên các bảng cắm nối.

- Máy tính thế hệ thứ hai: có hệ điều hành cho phép thực hiện một chương trình của người dùng tại mỗi thời điểm, và được bổ sung các chương trình phục vụ như nạp, dịch và thực hiện chương trình ứng dụng, đồng thời hỗ trợ thiết bị ngoại vi.

- Máy tính thế hệ thứ ba: có OS đa nhiệm, cho phép thực hiện nhiều chương trình cùng một lúc thông qua cơ chế phân chia thời gian. OS IBM 360/370 là tiêu biểu cho giai đoạn này. OS cũng có khả năng quản lí giao tiếp với nhiều người dùng và điều hành mạng.

- Máy tính thế hệ thứ tư: phát triển trên hai khuynh hướng là máy tính cá nhân và siêu máy tính, với các loại OS tương ứng.

3. Một số hệ điều hành tiêu biểu

a) Hệ điều hành cho máy tính cá nhân

- MS DOS và Windows là các OS thương mại tiêu biểu cho dòng máy tính với CPU Intel.

- MS DOS là OS đơn chương trình, tổ chức thông tin theo đơn vị quản lí là file, theo cấu trúc thư mục phân cấp dạng cây.

- Windows sử dụng giao diện đồ hoạ thân thiện và cơ chế chỉ định bằng chuột đã trở thành chuẩn.

- OS Windows và MacOS phổ biến trên máy tính cá nhân từ năm 1995.

- Windows 95 là một bước tiến lớn với giao diện đẹp, các tiện ích như menu Start, Taskbar, Shortcut.

- Windows 2000 Server hỗ trợ nhiều công cụ quản trị mạng và dịch vụ kết nối Internet.

- Windows có nhiều phiên bản được phát hành từ Windows XP đến Windows 11.

- Hệ điều hành cho máy tính bảng và điện thoại thông minh tập trung vào công cụ quản lí thông tin cá nhân và giải trí.

b) Hệ điều hành cho máy tính lớn

- OS UNIX xuất hiện từ thế hệ máy tính thứ ba, được sử dụng chủ đạo cho các máy tính lớn, siêu máy tính.

- UNIX là OS đa nhiệm, nhiều người dùng, đảm bảo an toàn cho các chương trình cùng thực hiện đồng thời trên một máy tính.

- UNIX được viết bằng ngôn ngữ lập trình C, cung cấp các lệnh thao tác với file, thư mục, các phương tiện lập trình, quản trị hệ thống.

- UNIX sử dụng giao thức mạng TCP/IP phục vụ truyền thông tốt.

- UNIX cho phép máy tính thực hiện các chương trình lớn hơn bộ nhớ của nó nhờ có chế độ vận hành bộ nhớ ảo.

4) Hệ điều hành nguồn mở 

a) Hệ điều hành LINUX

- Linus Benedict Torvalds bắt đầu dự án hạt nhân của OS LINUX vào năm 1991.

- LINUX là OS nguồn mở, viết trên ngôn ngữ C và được cung cấp miễn phí toàn bộ mã nguồn các chương trình hệ thống.

- LINUX được phát hành theo giấy phép công cộng GNU để tạo ra một OS miễn phí với đầy đủ chức năng và thuận lợi cho việc bản địa hoá và tạo giao diện theo tiếng địa phương.

- Sau đây là một số mốc phát triển của OS LINUX:

+ Năm 1994: LINUX phiên bản 1.0 được phát hành.

+ Năm 1996: LINUX phiên bản 2.0 ra đời, hỗ trợ nhiều bộ vi xử lý.

+ Nhiều công ty lớn như IBM, Compaq và Oracle bắt đầu hỗ trợ LINUX.

+ Năm 1998: LINUX xuất hiện trong Top 500 siêu máy tính nhanh nhất và tất cả Top 500 siêu máy tính đều chạy LINUX vào năm 2017.

+ Phiên bản 3.0 (năm 2011), 4.0 (năm 2015) và 5.0 (năm 2019) của nhân LINUX được phát hành.

b) Hệ điều hành Android

- Android là OS nguồn mở dành cho thiết bị di động có màn hình cảm ứng, dựa trên nền tảng của LINUX.

- OS Android được bắt đầu phát triển từ năm 2003, điện thoại thông minh HTC Dream chạy OS Android 1.0 ra đời vào cuối năm 2008.

- Từ năm 2015, Google đã đưa ra phiên bản OS Android cài đặt cho ô tô và ti vi.

- Google quyết định chuyển sang đánh số thứ tự thay vì dùng các icon bánh kẹo từ phiên bản Android 10 phát hành vào năm 2019.

- OS Android 11 ra mắt vào tháng 6 năm 2020, Android 12 được công bố lần đầu tiên vào tháng 2 năm 2021, và Android 13 được phát hành cho công chúng vào ngày 15 tháng 8 năm 2022.

B. Bài tập Khái quát về hệ điều hành

Đang cập nhật…

Xem thêm các bài lý thuyết Tin học 11 sách Cánh diều hay, chi tiết tại:

Lý thuyết Bài 5: Phần mềm ứng dụng và dịch vụ phần mềm

Lý thuyết Bài 1: Lưu trữ trực tuyến

Lý thuyết: Phòng tránh lừa đảo và ứng xử văn hóa trên mạng

Lý thuyết Bài 1: Bài toán quản lí và cơ sở dữ liệu

Lý thuyết Bài 2: Bảng và khóa chính trong cơ sở dữ liệu quan hệ