Hệ điều hành

Chương 2
HỆ ĐIỀU HÀNH

Chương 2
HỆ ĐIỀU HÀNH
2.1 Các khái niệm cơ bản
2.1.1 Hệ điều hành (OS)
2.1.2 Tệp (File)
2.1.3 Quản lý tệp
2.2 Hệ điều hành MSDOS
2.3 Hệ điều hành WINDOWs
2.4 Mạng máy tính và Internet
2.1.1 Hệ điều hành
(OS – Operating System)
Khái niệm
Hệ điều hành là một chương trình chạy trên máy tính, dùng để điều hành, quản lý các thiết bị phần cứng và các tài nguyên phần mềm trên máy tính
Hệ điều hành đóng vai trò trung gian trong việc giao tiếp giữa người sử dụng và phần cứng máy tính, cung cấp một môi trường cho phép người sử dụng phát triển và thực hiện các ứng dụng của họ một cách dễ dàng
Hệ điều hành cung cấp các dịch vụ cho các chương trình ứng dụng chạy trên hệ thống có thể sử dụng
Chức năng của hệ điều hành
Quản lý chia sẻ tài nguyên
Tài nguyên của hệ thống (CPU, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, ...) vốn rất giới hạn, nhưng nhu cầu sử dụng lớn vậy cần phải có cơ chế và chiến lược thích hợp để quản lý việc phân phối tài nguyên.
Tài nguyên thông tin cần được chia sẻ khi đó hệ điều hành cần đảm bảo việc truy xuất đến các tài nguyên này là hợp lệ, không xảy ra tranh chấp, bất đồng
Nhiệm vụ của hệ điều hành
Điều khiển và quản lý trực tiếp các phần cứng như bo mạch chủ, bo mạch đồ họa và bo mạch âm thanh,...
Thực hiện một số thao tác cơ bản trong máy tính như: đọc, viết tập tin, quản lý hệ thống tập tin (file system) và các kho dữ liệu.
Cung ứng một hệ thống giao diện sơ khai cho các ứng dụng.
Cung ứng một hệ thống lệnh cơ bản để điều hành máy. Các lệnh này gọi là lệnh hệ thống (system command).
Ngoài ra hệ điều hành, trong vài trường hợp, cũng cung cấp các dịch vụ cơ bản cho các phần mềm ứng dụng thông thường như chương trình duyệt Web, chương trình soạn thảo văn bản.
Các thành phần
Hệ thống quản lý tiến trình
Hệ thống quản lý bộ nhớ
Hệ thống quản lý nhập xuất
Hệ thống quản lý tập tin
Hệ thống bảo vệ
Hệ thống dịch lệnh
Quản lý mạng
Phân loại OS
Dưới góc độ loại máy tính
Hệ điều hành dành cho máy MainFrame
Hệ điều hành dành cho máy Server
Hệ điều hành dành cho máy nhiều CPU
Hệ điều hành dành cho máy tính cá nhân (PC)
Hệ điều hành dành cho máy PDA (Embedded OS - hệ điều hành nhúng)
Hệ điều hành dành cho máy chuyên biệt
Hệ điều hành dành cho thẻ chíp (SmartCard)
Phân loại OS
Dưới góc độ người dùng
Hệ điều hành đơn nhiệm một người dùng
Hệ điều hành đa nhiệm một người dùng
Hệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùng
Phân loại OS theo hình thức xử lý
Chúng ta có 5 loại hệ điều hành cơ bản
Hệ đơn nhiệm xử lý theo khối (DOS): xử lý các công việc tuần tự theo từng khối.
Hệ đa nhiệm :Đây là hệ cho phép nhiều công việc cùng chạy một lúc.Cùng chia sẻ quyền sử dụng CPU theo một thuật toán nào đó, ví dụ Windows 3.1,Windows 9x…
Hệ phân chia thời gian : Đây là hệ đa nhiệm mặt khác sự phân chia thời gian còn cho phép nhiều người cùng truy nhập vào nó và sử dụng tài nguyên của máy.Và những người này có thể phân tán về mặt địa lý.Ví dụ như Windows NT ,2000 …Unix,Linux…
2.1.1 Hệ điều hành (OS)
Hệ thời gian thực: Tất cả các hệ trên đều có thể trở thành hệ thời gian thực nếu như nó đáp ứng được tính thời gian thực mà ứng dụng của ta đòi hỏi.
Hệ đa xử lý :Là hệ mà chạy trên nền phần cứng có nhiều VXL (hệ xử lý song song)Hệ có nhiệm vụ phân công việc cho các VXL và Unix cũng được phát triển theo hướng này.

Các loại hệ điều hành hiện đại
AmigaOS
BeOS
Debian
Fedora
FreeBSD
Linux
Mac OS và Mac OS X
MS-DOS và Windows
OS/2
Palm OS
Solaris
Ubuntu
UNIX
Windows Mobile
Google Chrome
Phân chia thị trường
(máy desktop/laptop)
Thị trường OS cho Mobile

Thị trường server OS
2.1.2 Tệp (File)
File là tập hợp các byte thông tin có quan hệ với nhau và được lưu trữ trên đĩa.
Mỗi tập tin được lưu lên đĩa với một tên riêng phân biệt.
Tên tập tin thường có 2 phần:
Phần tên (name): Bắt buộc phải có
Phần mở rộng (extension): Không bắt buộc
.
VD: TinDC1.doc
2.1.2 Tệp (File)
Tên file
Mỗi file phải có tên, tên file được cấu thành bởi các chữ cái, các số và dấu gạch dưới, không được chứa khoảng trắng (DOS)
Phần tên có tối đa 8 ký tự (DOS) và 256 ký tự với (WINDOW) không phân biệt chữ hoa chữ thường.
Tên file nên đặt có tính gợi nhớ, có liên quan tới nội dung của file
Tin_hoc_dai_cuong.doc
Tinh_giai_thua.pas
2.1.2 Tệp (File)
Phần mở rộng:
Thường dùng 3 ký tự trong các ký tự nêu trên.
Thông thường phần mở rộng do chương trình đặc trưng cho một loại tập tin nào đó.
Ta có thể căn cứ vào phần mở rộng để xác định kiểu của file:
COM, EXE: Các file khả thi chạy trực tiếp được trên hệ điều hành.
TXT, DOC,...: Các file văn bản.
PAS, BAS, ... : Các file chương trình PASCAL, DELPHI, BASIC, ...
2.1.2 Tệp (File)
Để chỉ một nhóm các tập tin, ta có thể sử dụng hai ký hiệu đại diện:
Dấu ? dùng để đại diện cho một ký tự bất kỳ trong tên tập tin tại vị trí nó xuất hiện.
Dấu * dùng để đại diện cho một chuỗi ký tự bất kỳ trong tên tập tin từ vị trí nó xuất hiện.
Bai?.doc: Thay cho Bai1.doc, Bai6.doc,
BaiTap.*: Thay cho BaiTap.doc, BaiTap.xls, BaiTap.ppt, BaiTap.dbf, …
2.1.3 Quản lý tệp tin
Thư mục
Chứa các tệp và các thư mục con
Chứa thông tin về tệp
Thuộc tính (Attributes)
Lưu trữ bao gồm vị trí và kích thước
Quyền sở hữu và quyền truy cập
Bản thân thư mục là một tệp của hệ điều hành.
Một thư mục chứa tất cả các tệp gọi là thư mục gốc các tệp có thể thuộc về những người dùng khác nhau.
2.1.3 Quản lý tệp tin
Cây thư mục
2.1.3 Quản lý tệp tin
Tên đường dẫn
Đường dẫn là dãy liên tiếp các thư mục phân cách nhau bởi dấu “”, cấp của các thư mục giảm dần từ trái sang phải và các thư mục này phải bao nhau. Đường dẫn có tác dụng chỉ ra lộ trình để tìm kiếm.
Ví dụ: Trong cây thư mục trên đường dẫn đến thư mục TOAN là: C:> KHTNTOAN
2.1.3 Quản lý tệp tin
Tổ chức lưu chữ tệp
Hệ điều hành lưu trữ tệp tin trên đĩa cứng
Đĩa cứng gồm các đĩa mỏng bằng kim loại hoặc bằng thủy tinh cực phẳng được gọi là “platters” được đánh số.
Mỗi đĩa phẳng có 2 mặt (side).
Các mặt được gắn số hiệu là 0, 1,…
Về mặt logic mỗi mặt đĩa có một đầu ghi/ đọc (header)
Đĩa được chia thành các tracks
Track được chia thành các sectors
Các sectors nhóm lại thành các clusters
2.1.3 Quản lý tệp tin

2.2 Hệ điều hành MSDOS
Khởi động máy tính
Đĩa muốn khởi động máy được thì trên đĩa phải có các tệp khởi động đặt tại vị trí nhất định trên đĩa
IO.SYS: Điều khiển các công việc vào ra dữ liệu
MSDOS.SYS: Kiểm tra các thiết bị và các hoạt động của hệ thống
COMMAND.COM: Biên dịch các lệnh của DOS
Khởi động máy
:>_
Ấn tổ hợp phín: Ctrl-Alt-Del
Ấn phím Reset trên CPU
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Các Câu lệnh nội trú và ngoại trú
Lện nội trú: Sau khi khởi đông COMMAND.COM sẽ nhận biết và thực hiện ngay một số câu lệnh mà không cần đọc thêm tệp có đuôi COM hoặc EXE nào từ đĩa trước khi thực hiện, đó gọi là lệnh nội trú.
Câu lệnh ngoại trú là những câu lệnh chỉ thực hiện được khi có các tệp lệnh (đuôi COM hoặc EXE) với phần chính là tên tương ứng trên đĩa từ và hệ thống đã được đọc vào RAM trước khi thực hiện. Câu lệnh ngoài không nằm thường trực trong bộ nhớ RAM.
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Các lệnh nội trú
Lệnh chuyển ổ đĩa A:>C: 
Lệnh tạo thư mục mới:
MD [đường dẫn] 
Ví dụ:
C:>MD  A:KHTNTOAN  : Tạo ra thư mục TOAN trong thư mục KHTN trên đĩa A
A:>MD  KHTNTOANDAISO : Tạo ra thư mục DAISO trong thư mục KHTNTOAN
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Xem nội dung thư mục
DIR [đường dẫn][Tên thư mục] [/W][/P][/S]
/P: Xem từng trang
/W: Xem từng cột
/S : Cho xem các thư mục cấp nhỏ hơn của nó
Ví dụ:
C:KHTN> DIR  : Cho xem nội dung thư mục KHTN
C:>DIR KHTN*.PAS  : Hiện ra danh sách các tệp có đuôi PAS trong thư mục KHTN.
C:> DIR : xem danh sách các tệp của thư mục chủ
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Xóa thư mục
RD [đường dẫn][Tên thư mục] 
Ví dụ:
C:>RD A:TOAN  (Xoá thư mục TOAN trong ổ đĩa A).
Lệnh chuyển thư mục
CD  [đường dẫn][Tên thư mục] 
CD..  (Chuyển ra ngoài một cấp)
CD  (Chuyển ra thư mục gốc)
Ví dụ:
C:> CD TM1TM2 (Chuyển vào thư mục TM2 nằm trong thư mục TM1)
C:>TM1TM2>CD..  (Chuyển ra ngoài một cấp)
C:>TM1TM2>CD (Chuyển ra thư mục gốc)
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Lệnh tạo file từ bàn phím
COPY CON [Đường dẫn]
Xem nội dung file
TYPE  [đường dẫn] 
Đổi tên file
REN  [đường dẫn]  
Xoá file
DEL  [đường dẫn]
Sao chép file
COPY  [đường dẫn nguồn] [đường dẫn đích][tên file 2> 
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Các lệnh về môi trường
Lệnh xoá màn hình: CLS 
Xem đặt lại ngày, giờ cho hệ thống: DATE 
Xem giờ của hệ thống: TIME 
Xem version của DOS: VER 
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Các lệnh Ngoại trú
Câu lệnh tạo khuôn đĩa
FORMAT  [Tên ổ đĩa] [/S][/U][/Q] 
/S : Định dạng đĩa để làm đĩa khởi động. Sau khi định dạng máy sẽ nạp đủ các file dùng để khởi động máy.
/U: FORMAT đĩa vô điều kiện, dùng tham số này không thể khôi phục lại thông tin trên đĩa.
/Q: chỉ dùng với đĩa đã Format trước.
Nếu đĩa đã chứa thông tin khi định dạng sẽ bị mất hết thông tin.
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Lệnh đặt thuộc tính cho các file
ATTRIB [+/-R] [+/-A] [+/-H] [+/-S][đường dẫn] 
Chức năng: Hiển thị, đặt hay xoá thuộc tính của file, nếu đặt thuộc tính thì gõ dấu +, nếu gỡ bỏ thuộc tính thì gõ dấu –
+/-R: đặt hay bỏ thuộc tính chỉ đọc.
+/-A: đặt hay bỏ thuộc tính lưu trữ.
+/-H đặt hay bỏ thuộc tính ẩn
+/-S đặt hay bỏ thuộc tính hệ thống.
Nếu không gõ một tham số nào thì máy thông báo thuộc tính của file đang xét. Lệnh này cũng nhận các ký tự đại diện ? và *.
2.2 Hệ điều hành MSDOS
Lệnh xem cây thư mục
TREE [d:][/F]
Chức năng; Hiển thị cây thư mục của ổ đĩa chỉ ra bởi [d:]
+[d:]: Tên ổ đĩa cần xem
+[/F]: Hiển thị cả các file.
Lệnh sao chép đĩa
DISCOPY [d1:][d2:] 
Chức năng: Sao chép y nguyên đĩa nguồn sang đĩa đích, đĩa đích có thể chưa format thì sẽ được format y như đĩa nguồn.
[d1:]: đĩa nguồn
[d2:]: đĩa đích.
2.3 Hệ điều hành WINDOWS
WINDOWS là dòng HĐH được sử dụng nhiều nhất trên thế giới bởi WINDOWS dễ học, dễ sử dụng nhờ giao diện đồ hoạ thông qua hệ thống thực đơn, biểu tượng và các hộp thoại với hình thức thẩm mỹ cao, cùng một lúc có thể thực thi được nhiều loại chương trình khác nhau.
WINDOWS được phát triển và phân phối bởi Microsoft.
Trong những năm gần đây xuất hiện nhiều HĐH mới ổn định hơn, mức độ bảo mật cao hơn nhưng WINDOWS vẫn chiếm ưu thế.
Lịch sử các phiên bản
Dựa vào DOS
1985, Tháng 11 - Windows 1.0
1987, 9 tháng 12 - Windows 2.0
1990, 22 tháng 5 - Windows 3.0
1992, Tháng 8 - Windows 3.1
1992, Tháng 10 - Windows for Workgroups 3.1
1993, Tháng 11 - Windows for Workgroups 3.11
1995, 24 tháng 8 - Windows 95
1998, 25 tháng 6 - Windows 98
1999, 5 tháng 5 - Windows 98 Second Edition
2000, 19 tháng 6 - Windows Me
Lịch sử các phiên bản
Dựa vào hạt nhân NT
1993, Tháng 8 - Windows NT 3.1
1994, Tháng 9 - Windows NT 3.5
1995, Tháng 6 - Windows NT 3.51
1996, 29 tháng 7 - Windows NT 4.0
2000 17 tháng 2 - Windows 2000
Các phiên bản hiện tại và tương lai
2007 - Windows Vista (Longhorn)
2009 - Windows Server 2008 (Phiên bản Longhorn dành cho máy chủ)
10/2009 - Windows 7 (phiên bản chỉnh sửa nhiều nhược điểm của Windows Vista)
2011 - Windows với tên mã "Blackcomb".
Windows Eiger đang trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển, được thiết kế dành cho các dòng máy tính cũ.
Windows Cloud hay Windows Azure dành cho điện toán đám mây
Giao diện WINDOWS
Desktop, shortcut
My computer
Start menu
Control panel
Network
Printer and Fax...
Hỗ trợ đặc biệt
Những phiên bản WINDOWS gần đây hỗ trợ plug and play
Những phần cứng (hardware) mới cài vào máy có thể chạy ngay do máy tự động tìm trình điều khiển (driver) của phần cứng và cài đặt cấu hình cùng cách thức hoạt động của phần cứng
Hỗ trợ drag and drop
Bất cứ đối tượng của cửa sổ điều có thể dùng chuột để chọn và di chuyển đến một nơi khác dễ dàng
2.4 Mạng máy tính và Internet
Mạng máy tính hay hệ thống mạng (computer network or network system), là một tập hợp các máy tính tự hoạt được kết nối nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn để nhằm cho phép chia sẻ tài nguyên: máy in, máy fax, tệp tin, dữ liệu....
Một máy tính được gọi là tự hoạt (autonomous) nếu nó có thể khởi động, vận hành các phần mềm đã cài đặt và tắt máy mà không cần phải có sự điều khiển hay chi phối bởi một máy tính khác
Các thành phần của mạng
Các hệ thống đầu cuối (end system) kết nối với nhau tạo thành mạng, có thể là các máy tính hoặc các thiết bị khác như điện thoại di động, PDA, tivi,...
Môi trường truyền (media): các thao tác truyền thông được thực hiện môi trường truyền có thể là các loại dây dẫn (dây cáp), sóng điện từ.
Giao thức truyền thông (protocol) là các quy tắc quy định cách trao đổi dữ liệu giữa các thực thể
Một số mô hình mạng
LAN (local area network) – “mạng cục bộ”
LAN là mạng có phạm vi trong một toà nhà, một khu vực (trường học hay cơ quan chẳng hạn) có cỡ chừng vài km. Chúng nối các máy chủ và các máy trạm trong các văn phòng và nhà máy để chia sẻ tài nguyên và trao đổi thông tin.
Bị giới hạn về phạm vi và tầm cỡ
Dùng 1 dây nối tất cả các máy, tốc độ thường 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps
Mô hình kiến trúc mạng thông dụng của LAN
Mô hình Bus hay tuyến tính: Các máy nối nhau một cách liên tục thành một hàng từ máy này sang máy kia. Ví dụ của nó là Ethernet (chuẩn IEEE 802.3)
Mô hình kiến trúc mạng điển hình của LAN
Mạng vòng. Các máy nối nhau như trên và máy cuối lại được nối ngược trở lại với máy đầu tiên tạo thành vòng kín. Thí dụ mạng vòng thẻ bài IBM(token ring)
Mô hình mạng WAN
WAN (wide area network), - "mạng diện rộng“
Dùng trong vùng địa lý lớn thường cho quốc gia hay cả lục địa, phạm vi vài trăm cho đến vài ngàn km.
Chúng bao gồm tập hợp các máy nhằm chạy các chương trình cho người dùng. Các máy này thường gọi là máy lưu trữ(host) hay còn có tên là máy chủ, máy đầu cuối.
Các máy chính được nối nhau bởi các mạng truyền thông con (communication subnet) hay gọn hơn là mạng con (subnet). Nhiệm vụ của mạng con là chuyển tải các thông điệp (message) từ máy chủ này sang máy chủ khác
Các kiểu kết nối các máy
trong WAN
Mạng không dây
Mạng không dây (wireless network) là mạng điện thoại hoặc mạng máy tính sử dụng sóng radio làm sóng truyền dẫn (carrier wave)

Internet
Internet
Là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau.
Hệ thống này truyền thông tin theo kiểu nối chuyển gói dữ liệu (packet switching) dựa trên một giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa (giao thức IP).
Hệ thống này bao gồm hàng ngàn mạng máy tính nhỏ hơn của các doanh nghiệp, của các viện nghiên cứu và các trường đại học, của người dùng cá nhân, và các chính phủ trên toàn cầu.
Ứng dụng của Internet
Website cung cấp thông tin và dịch vụ
Hệ thống thư điện tử (email)
Trò chuyện trực tuyến (chat)
Tìm kiếm dữ liệu (search engine)
Các dịch vụ thương mại, ngân hành,giáo dục từ xa
...
ISP
ISP (Internet Service Provider) là nhà cung cấp dịch vụ Internet.
Các ISP phải thuê đường và cổng của một IAP (Internet Access Provider).
Các ISP có quyền kinh doanh thông qua các hợp đồng cung cấp dịch vụ Internet cho các tổ chức và các cá nhân.
ISP Việt Nam
Internet chính thức xuất hiện năm 1996, khi đó đặt dưới sự quản lý duy nhất của VNPT.
Các ISP Việt Nam:
VNPT
Tổng Công ty Viễn thông Quân đội - Viettel
Công ty FPT thuộc bộ khoa học và công nghệ
NetNam thuộc Công nghệ thông tin - Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam
Công ty Thông tin Viễn thông Điện lực
Home work
Bài 1: Chọn 1 báo giá bất kỳ (lấy ở một công ty máy tính, hoặc copy trên mạng) Và giải thích các thông số trong đó.
Bài 2: Hãy chọn một trong các loại hệ điều hành sau và viết một bài tiểu luận nhỏ về nó: Unix, Ubuntu, Redhat, Windows Azzure, Palm OS, Solaris, Google Chrome, AIX
Gợi ý viết tiểu luận
Lời nói đầu/đặt vấn đề: Nêu lý do, mục đích
Nội dung:
Lịch sử phát triển
Các phiên bản
Tính năng, Ưu/nhược điểm
Cấu hình tối thiểu
So sánh với OS khác
Kết luận