Chức năng cơ bản của hệ điều hành - giải thích năm 2020

Nếu bạn đang sử dụng máy tính hoặc bất kỳ thiết bị thông minh nào khác, thì bạn có thể đã nghe về thuật ngữ hệ điều hành (Android, Windows, Linux, iOS, mac). Tuy nhiên, nếu bạn không quen thuộc với thuật ngữ và chức năng của nó, thì hôm nay chúng ta sẽ trình bày chi tiết về hoạt động của hệ điều hành trước mặt bạn trong ánh sáng rộng.

Nội dung bài viết: -

Tổng quan về hệ điều hành

Vì vậy, hãy bắt đầu với Hệ điều hành là gì?

Hệ điều hành (OS) là phần mềm hệ thống quản lý tài nguyên phần cứng và phần mềm của máy tính và cung cấp các dịch vụ chung cho các chương trình máy tính. Qua Wiki

Hệ điều hành là phần mềm có nhiệm vụ quản lý phần cứng máy tính, tài nguyên phần mềm và cung cấp các dịch vụ thông thường để chạy các chương trình máy tính một cách trơn tru. Hệ điều hành chia sẻ thời gian lập lịch các tác vụ để hệ thống chạy hiệu quả, bao gồm cả hiệu quả chi phí về thời gian của bộ xử lý, lưu trữ hàng loạt in ấn và các tài nguyên hữu ích khác.

Nói một cách dễ hiểu, chúng ta có thể nói mục đích chính của Hệ điều hành là cung cấp một môi trường mà chúng ta có thể thực thi các chương trình.

Các chức năng phần cứng được xử lý bởi hệ điều hành như đầu vào và đầu ra và cấp phát bộ nhớ. Vai trò chính của hệ điều hành là hoạt động như một trung gian giữa phần mềm và phần cứng. Tuy nhiên, mã ứng dụng thường được thực thi trực tiếp bởi phần cứng và thực hiện các cuộc gọi thường xuyên đến cuộc gọi hệ thống đến một chức năng hệ điều hành hoặc bị gián đoạn bởi nó.

Nó là một giao diện giữa người dùng và máy tính. Vì vậy, một Hệ điều hành làm cho mọi thứ trong máy tính hoạt động cùng nhau trơn tru và hiệu quả.

Hệ điều hành có thể được nhìn thấy trên nhiều thiết bị có chứa hệ thống máy tính như điện thoại, bảng điều khiển trò chơi điện tử, siêu máy tính và các thiết bị tương tự khác. Hệ điều hành phổ biến và được sử dụng nhiều nhất là Microsoft Windows chiếm 82,74% thị phần. Phần còn lại của thị trường là macOS, Linux và Android.

Các loại hệ điều hành

Có bốn loại hệ điều hành chung. Việc sử dụng chúng phụ thuộc vào loại máy tính và loại ứng dụng sẽ được chạy trên các máy tính đó.

Hệ điều hành thời gian thực (RTOS) được sử dụng để điều khiển máy móc, dụng cụ khoa học và hệ thống công nghiệp. Nói chung, người dùng không có nhiều quyền kiểm soát các chức năng được thực hiện bởi RTOS.
Hệ điều hành một người dùng, một tác vụ cho phép một người dùng làm một việc tại một thời điểm. Ví dụ về hệ điều hành một người dùng, một tác vụ là hệ điều hành được sử dụng bởi các trợ lý kỹ thuật số cá nhân (PDA), còn được gọi là máy tính cầm tay.
Hệ điều hành một người dùng, đa tác vụ cho phép một người dùng duy nhất chạy đồng thời nhiều ứng dụng trên máy tính của họ. Đây là loại hệ điều hành được tìm thấy trên hầu hết các máy tính để bàn và máy tính xách tay cá nhân. Microsoft Windows, Mac OS và Linux là ba ví dụ nổi tiếng về loại hệ thống này.
Hệ điều hành nhiều người dùng cho phép nhiều người dùng đồng thời sử dụng các tài nguyên trên một máy tính. Unix là một ví dụ về hệ điều hành nhiều người dùng.

Kiến trúc của hệ điều hành

Hệ điều hành kiểm soát tài nguyên phần cứng của máy tính. Kernel và shell là những phần của hệ điều hành thực hiện các hoạt động thiết yếu. Khi người dùng đưa ra các lệnh để thực hiện bất kỳ hoạt động nào, yêu cầu sẽ chuyển đến phần shell, phần này còn được gọi là trình thông dịch. Sau đó, phần vỏ sẽ dịch chương trình của con người thành mã máy, và sau đó chuyển yêu cầu đến phần nhân.

Kiến trúc của hệ điều hành

Khi kernel nhận được yêu cầu từ shell, nó sẽ xử lý yêu cầu đó và hiển thị kết quả trên màn hình. Kernel còn được gọi là trái tim của hệ điều hành vì mọi hoạt động đều được thực hiện bởi nó.

Vỏ

Vỏ là một phần của phần mềm được đặt giữa người dùng và hạt nhân, và nó cung cấp các dịch vụ của hạt nhân. Do đó, shell hoạt động như một trình thông dịch để chuyển đổi các lệnh từ người dùng sang mã máy. Vỏ hiện diện trong các loại hệ điều hành khác nhau gồm hai loại: vỏ dòng lệnh và vỏ đồ họa.

Các trình bao dòng lệnh cung cấp giao diện dòng lệnh trong khi các trình bao dòng đồ họa cung cấp giao diện người dùng đồ họa. Mặc dù cả hai shell đều thực hiện các hoạt động, nhưng shell giao diện người dùng đồ họa hoạt động chậm hơn shell giao diện dòng lệnh.

Các loại vỏ

Vỏ korn
Vỏ Bourne
Vỏ C
Vỏ POSIX

Kernel

Kernel là một phần của phần mềm. Nó giống như một cầu nối giữa vỏ và phần cứng. Nó chịu trách nhiệm chạy các chương trình và cung cấp quyền truy cập an toàn vào phần cứng của máy. Kernel được sử dụng để lập lịch, tức là nó duy trì một bảng thời gian cho tất cả các tiến trình.

Các loại nhân

Nhân nguyên khối
Microkernels
Hạt nhân
Hạt nhân lai

5 chức năng chính của hệ điều hành

Mọi hệ thống máy tính đều cần một hệ điều hành để hoạt động bình thường. Chức năng nhất của hệ điều hành là cung cấp giao diện người dùng mượt mà và kiểm soát hoạt động của các ứng dụng khác. Tuy nhiên, có rất nhiều chức năng quan trọng khác được quản lý bởi hệ điều hành như:

Quản lý phần cứng

Chức năng cơ bản và quan trọng nhất của hệ điều hành là quản lý tất cả các phần cứng bên trong và bên ngoài của máy tính. Hệ điều hành quản lý tất cả các thiết bị được kết nối và cho chúng biết cách vận hành và tương tác với hệ thống. Đó là vì việc trình bày kết quả của các hướng dẫn và tương tác là hiệu suất cơ bản của máy tính. Một số hệ thống phần cứng được điều khiển bởi hệ điều hành bao gồm - đĩa cứng, ổ đĩa quang, card màn hình, v.v.,

Kiểm soát chương trình

Hệ điều hành cũng chạy các chương trình và cho phép chúng hoạt động mà chúng đã được thiết kế. Chương trình cần được thiết kế để hoạt động với hệ điều hành cụ thể. Đó là bởi vì hệ điều hành được yêu cầu để hiển thị giao diện và giao tiếp đột biến giữa chương trình và phần cứng của máy tính. Trong trường hợp không có hệ điều hành, các chương trình không thể thực hiện tác vụ được chỉ định của chúng.

Truy cập dữ liệu

Nó cũng là một chức năng của hệ điều hành để lưu trữ, truy xuất và truy cập dữ liệu trên ổ cứng để hệ điều hành có thể thực hiện các chức năng cơ bản. Hệ điều hành cũng có trách nhiệm quản lý dữ liệu được lưu trữ tạm thời trong RAM của máy tính. Dữ liệu được lưu trữ và truy xuất bởi hệ điều hành có thể thuộc bất kỳ loại nào, chẳng hạn như tệp tài liệu, hình ảnh, video và nhạc. Ổ cứng có thể tự đọc và ghi dữ liệu, nhưng hệ điều hành sẽ cho ổ cứng biết dữ liệu nào cần đọc và phương pháp ghi dữ liệu đó.

Quản lý tài nguyên

Danh sách hoạt động của hệ điều hành rất mạnh mẽ, nó cũng bao gồm chức năng quản lý và cấp phát tất cả các tài nguyên của máy tính tại thời điểm cần thiết. Quản lý tài nguyên như tác vụ nào sẽ được xử lý trước bởi CPU? Chương trình nào cần được căn chỉnh để xử lý nguồn và bộ nhớ của hệ thống máy tính? Làm thế nào để phân bổ chương trình để điều khiển hoạt động của máy tính? Và, rất nhiều quyết định liên quan đến tài nguyên khác do hệ điều hành đảm nhận. Các chức năng quan trọng được hệ điều hành ưu tiên để các chức năng thông thường của máy tính không bị xáo trộn.

Giao tiếp

Hệ điều hành cũng hỗ trợ giao tiếp mạng bằng cách cho phép các thiết bị mạng được kết nối giao tiếp với máy tính và với bất kỳ chương trình nào yêu cầu chúng. Nó là một trong những chức năng chính của HĐH để cung cấp giao tiếp mạng với sự trợ giúp của các công cụ khác nhau như card mạng. Các card mạng chỉ có thể thiết lập kết nối giữa mạng và các công cụ, nhưng để chỉ đạo quá trình giao tiếp để thông tin có thể được trao đổi - cần có hệ điều hành. Hệ điều hành cũng phân tích thông tin đã được trao đổi để chương trình được cài đặt có thể hiển thị tốt nhất cho người dùng.

Vì vậy, hệ điều hành là một phần rất quan trọng của máy tính và các thiết bị dựa trên máy tính khác vì chúng đảm nhiệm nhiều chức năng. Nếu bạn không muốn làm phiền hoạt động của hệ điều hành, thì hãy luôn sử dụng đúng hệ điều hành trên máy tính của bạn để hỗ trợ hoạt động của nó.