Hệ điều hành máy tính xử lý các tương tác giữa phần cứng và phần mềm cùng với các chức năng khác như xử lý quy trình và bộ nhớ.
Mọi thiết bị di động, máy tính hoặc thiết bị điện tử tương tự đều đi kèm với một phần mềm hoặc công cụ cụ thể có thể được gọi là hệ điều hành. Công cụ này làm tăng khả năng sử dụng của máy tính hoặc điện thoại thông minh.
Hệ điều hành WindowsLinux, macOS, Android, iOS và Ubuntu là những hệ điều hành được sử dụng nhiều nhất trên thị trường, nhưng còn những hệ điều hành khác thì sao?
Ngoài những thứ này, còn có rất nhiều hệ điều hành trên thị trường mà hầu hết mọi người không biết đến.
Dù bạn là cá nhân, doanh nghiệp nhỏ hay doanh nghiệp lớn thì việc sử dụng hệ điều hành phù hợp là điều vô cùng quan trọng.
Trong bài viết này, tôi sẽ thảo luận về các loại hệ điều hành khác nhau cũng như các tính năng, ưu điểm và nhược điểm của chúng.
Hãy bắt đầu!
Hệ thống vận hành là gì?
Hệ điều hành (OS) là phần mềm (hoặc phần mềm hệ thống) để quản lý tài nguyên phần cứng và phần mềm máy tính, cung cấp các dịch vụ chung cho các chương trình máy tính khác nhau.
Hệ điều hành quản lý phần cứng máy tính hoặc các thành phần vật lý của hệ thống máy tính, chẳng hạn như vỏ ngoài, bàn phím, chuột, bộ xử lý, bo mạch chủ, card đồ họa, thiết bị lưu trữ, màn hình, loa, ổ cứng, v.v.
Để quản lý các chức năng phần cứng (chẳng hạn như cấp phát bộ nhớ, đầu vào và đầu ra), hệ điều hành đóng vai trò trung gian giữa phần cứng và chương trình.
Tương tự, hệ điều hành quản lý tài nguyên phần mềm – phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng. Chúng bao gồm trình duyệt web, trình điều khiển thiết bị, chương trình email, phần mềm kế toán, trình phát phương tiện, v.v.
Nó giám sát và kiểm soát việc thực thi các chương trình khác như phần mềm hệ thống và ứng dụng nằm trên thiết bị.
Mục tiêu chính của hệ điều hành là:
- Hệ điều hành tinh giản việc sử dụng máy, giúp người dùng có thể bắt đầu làm việc ngay và hoàn thành công việc một cách nhanh chóng mà không mất thời gian tự thiết lập hệ thống ngay từ đầu.
- Hệ điều hành đảm bảo việc sử dụng tài nguyên hiệu quả. Vì vậy, không cần cấu hình hệ thống.
- Nó được thiết kế theo cách cho phép phát triển hiệu quả, giới thiệu các chức năng mới, thử nghiệm và hơn thế nữa mà không cần sự can thiệp của dịch vụ.
- Nó cũng đảm bảo chia sẻ tài nguyên một cách công bằng giữa những người dùng và quy trình khác nhau.
Đặc điểm của hệ điều hành
- Quản lý tài nguyên: Hệ điều hành quản lý thời gian CPU, bộ nhớ và các tài nguyên khác và phân bổ chúng cho một số chương trình đang chạy trên máy tính.
- Quản lý quy trình: Hệ điều hành chịu trách nhiệm quản lý, dừng và khởi động các chương trình và quy trình. Kiểm soát thời gian xử lý.
- Quản lý bộ nhớ: Quản lý bộ nhớ máy tính của bạn và cung cấp các cơ chế để tăng mức sử dụng bộ nhớ.
- Kế toán nhiệm vụ: Theo dõi tài nguyên và thời gian được sử dụng bởi những người dùng khác nhau để hoàn thành nhiệm vụ của họ.
- Bảo mật: Hệ điều hành cung cấp một môi trường an toàn hơn cho các ứng dụng, dữ liệu và người dùng bằng cách triển khai một số cơ chế và chính sách bảo mật, chẳng hạn như mã hóa, kiểm soát truy cập, v.v.
- Quản lý thiết bị: Hệ điều hành quản lý các thiết bị đầu vào và đầu ra như bàn phím, chuột, máy in và màn hình. Ngoài ra, nó còn cung cấp các giao diện và trình điều khiển cần thiết để cho phép giao tiếp giữa máy tính và các thiết bị bên ngoài.
- Kết nối mạng: Hệ điều hành cung cấp các khả năng kết nối mạng, bao gồm quản lý kết nối mạng, chia sẻ tài nguyên, hỗ trợ các giao thức mạng và thiết lập kết nối giữa các mạng khác nhau.
- Quản lý tệp: Hệ điều hành tổ chức và quản lý hệ thống tệp, chẳng hạn như tạo, thao tác và xóa các thư mục và tệp.
- Sao lưu và phục hồi: Hệ điều hành cung cấp các cơ chế sao lưu và phục hồi tức thời các dữ liệu quan trọng trong trường hợp hệ thống xảy ra lỗi, thảm họa, sự cố.
- Giao diện người dùng: Hệ điều hành cung cấp giao diện người dùng cho phép người dùng tương tác với thiết bị. Chúng là giao diện dòng lệnh (CLI), giao diện đồ họa người dùng (GUI) hoặc sự kết hợp giữa CLI và GUI.
- Cuộc gọi hệ thống: Hệ điều hành cung cấp các cuộc gọi hệ thống cho phép ứng dụng tương tác với hệ điều hành để truy cập tài nguyên. Cuộc gọi hệ thống cung cấp giao diện chuẩn giữa hệ điều hành và ứng dụng, đảm bảo tính tương thích và tính di động trên một số nền tảng phần mềm và phần cứng.
- Giám sát hiệu suất: Hệ điều hành cung cấp các công cụ để tối ưu hóa và giám sát hiệu suất hệ thống, chẳng hạn như tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, xác định các tắc nghẽn cũng như phân tích số liệu và nhật ký hệ thống.
- Ảo hóa: Hệ điều hành có khả năng ảo hóa cho phép một số hệ điều hành và ứng dụng chạy trên máy vật lý. Điều này cho phép linh hoạt trong việc quản lý khối lượng công việc khác nhau và sử dụng hiệu quả các nguồn lực.
- Chia sẻ thời gian: Hệ điều hành cho phép nhiều người dùng chia sẻ hệ thống máy tính và tài nguyên bằng cơ chế chia sẻ thời gian để phân bổ tài nguyên một cách hiệu quả và công bằng.
Các loại hệ điều hành
# 1. Hệ điều hành đơn nhiệm
Hệ điều hành một tác vụ hay còn gọi là hệ điều hành một người dùng được thiết kế dành riêng cho máy tính gia đình. Ở đây chỉ có một người dùng có thể thực hiện một nhiệm vụ/công việc tại một thời điểm. Hệ điều hành này được phát triển đặc biệt cho điện thoại không dây và thiết bị nhắn tin hai chiều.
Đặc trưng:
- Nó hỗ trợ tải xuống hình ảnh và video
- Cho phép bạn in tài liệu
- Nó cung cấp quản lý I/O
- Giải thích các lệnh của người dùng
Thuận lợi:
- Sử dụng ít bộ nhớ hơn
- Nó có lợi nhuận
Bất tiện:
- Nó chỉ có thể thực hiện một nhiệm vụ/nhiệm vụ tại một thời điểm.
- Không tinh tế như những người khác.
#2. Hệ điều hành đa nhiệm
Hệ điều hành đa nhiệm cho phép người dùng chạy nhiều chương trình cùng một lúc. Điều này có nghĩa là một người dùng có thể thực hiện nhiều tác vụ/nhiệm vụ cùng một lúc. Điều này thường được tìm thấy trong máy tính xách tay và máy tính cá nhân. Nó có hai loại:
- Ưu tiên: Hệ điều hành tính toán thời gian xử lý trung tâm bằng cách chia sẻ một không gian với một trong các chương trình.
- Hợp tác: Điều này có thể đạt được bằng cách dựa vào từng quy trình để dành thời gian cho nhiều phương thức trong một mảng cụ thể. Ví dụ: nhấp vào hình ảnh trong khi tạo video.
Đặc trưng:
- Hỗ trợ tải hình ảnh trong khi xem video
- Phân bổ nguồn lực
- Quản lý quy trình
- Quản lý tập tin
Thuận lợi:
- Tiết kiệm thời gian
- Năng suất cao hơn trong thời gian ngắn hơn
- Bộ nhớ được sử dụng ít hơn
Bất tiện:
- Yêu cầu nhiều không gian hơn
- Nó phức tạp hơn
#3. Hệ điều hành hàng loạt
Hệ điều hành batch không tương tác trực tiếp với hệ thống. Có một hệ điều hành đảm nhận các nhiệm vụ có yêu cầu tương tự và nhóm chúng thành nhiều đợt. Ngoài ra, công việc của người vận hành là sắp xếp các công việc khác nhau có nhu cầu tương tự, ví dụ như sao kê ngân hàng, hệ thống tính lương, v.v.
Đặc trưng:
- Việc phân nhóm các ngành nghề dựa trên sự tương đồng
- CPU thực hiện các tác vụ này theo một thứ tự cụ thể do người vận hành đặt ra, sao cho tất cả các tác vụ có thể được thực hiện trong một hàng đợi.
Thuận lợi:
- Bộ xử lý hệ điều hành hàng loạt biết thời gian của công việc khi nó được xếp hàng đợi
- Thời gian nhàn rỗi ngắn hơn
- Quản lý công việc lớn trong hệ thống hàng loạt thật dễ dàng
- Nhiều người dùng có thể sử dụng hệ thống này
Bất tiện:
- Việc gỡ lỗi rất phức tạp trong Batch OS
- Nó rất tốn kém
- Các tác vụ khác phải đợi cho đến khi tác vụ đó đang chạy.
#4. Hệ điều hành đa người dùng
Trong hệ điều hành nhiều người dùng, nhiều người dùng có thể truy cập các tài nguyên khác nhau cùng một lúc. Quyền truy cập này có thể được cung cấp bởi một mạng chung giữa các máy tính cá nhân khác nhau được kết nối với một hệ thống máy tính. Bằng cách này, nhiều người dùng có thể truy cập đồng thời vào một máy.
Đặc trưng:
- Chia sẻ tài nguyên
- Chia sẻ thời gian
- Chia sẻ nền
- Tàng hình
Thuận lợi:
- Nó giúp hệ thống chia sẻ dữ liệu với nhiều người dùng
- Cho phép hệ thống chia sẻ tài nguyên phần cứng như máy in.
- Người dùng có thể dễ dàng chia sẻ công việc của mình với người khác
- Các dịch vụ có hệ thống và ổn định
Bất tiện:
- Yêu cầu phần cứng đắt tiền để thiết lập
- Quyền riêng tư trở thành vấn đề khi dữ liệu được chia sẻ
- Điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể vì nhiều người dùng đang làm việc trong cùng một môi trường.
#5. RTOS
Hệ điều hành thời gian thực (RTOS) là hệ điều hành cung cấp một số khả năng nhất định cho các ứng dụng thời gian thực vào một ngày nhất định. Các hệ thống này được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị như bộ vi điều khiển và các hệ thống quan trọng.
Đặc trưng:
- Kích thước nhỏ có nghĩa là nó nhẹ so với một hệ điều hành thông thường
- Các hệ thống này rất nhạy và nhanh
- Cung cấp lịch trình dựa trên mức độ ưu tiên
- Thông tin thời gian
Thuận lợi:
- Việc sử dụng hệ thống, thiết bị được tối đa
- Thời gian thay đổi nhiệm vụ ngắn hơn
- Nó tập trung vào việc chạy ứng dụng
- Kích thước của hệ thống này nhỏ nên có thể dễ dàng nhúng vào các hệ thống
Bất tiện:
- Có thể thực hiện các nhiệm vụ hạn chế
- Thuật toán được sử dụng rất phức tạp
- Thực hiện chuyển đổi nhiệm vụ tối thiểu
#6. hệ điều hành mạng
Hệ điều hành mạng là một hệ thống kết nối nhiều máy tính và thiết bị trên một mạng nhất định và cho phép chúng chia sẻ tài nguyên trên cùng một mạng. Nó giúp tạo và quản lý tài khoản người dùng, kiểm soát quyền truy cập vào tài nguyên, đảm bảo liên lạc giữa các thiết bị và giám sát mạng.
Đặc trưng:
- Chia sẻ cơ sở dữ liệu và hệ thống tập tin
- Hỗ trợ
- Mạng internet
- Ứng dụng và máy in chia sẻ một mạng
- Các tính năng bảo mật như kiểm soát truy cập và xác thực
Thuận lợi:
- Nó cung cấp quyền truy cập từ xa vào máy chủ từ các địa điểm khác nhau
- Cung cấp bảo mật tốt
- Tính ổn định cao
Bất tiện:
- Giá cao
- Yêu cầu bảo trì thường xuyên
- Phụ thuộc vào vị trí trung tâm
#7. Hệ điều hành phân tán
Hệ điều hành phân tán là tập hợp một số máy tính tự trị tách biệt về mặt vật lý nhưng được kết nối thông qua mạng tập trung được trang bị hệ thống phân tán. Hệ thống tự trị có thể giao tiếp với bất kỳ hệ thống nào, truy cập và chia sẻ tệp cũng như tài nguyên và thực hiện nhiều tác vụ khác nhau.
Đặc trưng:
- Chia sẻ tài nguyên
- Cuộc thi
- Khả năng mở rộng
- Khả năng chịu lỗi
- tính không đồng nhất
- Minh bạch
- Sự cởi mở
Thuận lợi:
- Tỷ lệ giá-hiệu suất tốt hơn
- Nó linh hoạt
- Nó có tính sẵn sàng và độ tin cậy cao hơn
- Nó cung cấp khả năng mở rộng
Bất tiện:
- Nếu một nút cố gắng gửi dữ liệu đồng thời, mạng sẽ bị quá tải
- Phần mềm tương ứng hiện không có sẵn
- Do truy cập dễ dàng nên bảo mật có thể là một vấn đề
#8. Hệ điều hành di động
Hệ điều hành di động là hệ thống cho phép máy tính bảng, điện thoại thông minh và các thiết bị liên quan khác dễ dàng chạy các chương trình và ứng dụng. Nó cung cấp một giao diện giữa các chức năng phần mềm và các thành phần phần cứng. Hiển thị các ô, biểu tượng, thông tin, quyền truy cập ứng dụng, v.v. khi bật nguồn.
Đặc trưng:
- Quản lý thiết bị
- Lập kế hoạch hoặc quản lý bộ xử lý
- Quản lý bộ nhớ
- Bảo mật như mật khẩu, quét vân tay, v.v.
- Quản lý tập tin
- Phát hiện lỗi
- Theo dõi hiệu suất hệ thống
Thuận lợi:
- Nó thân thiện với người dùng
- Những thứ này nhẹ
- Nó cho phép người dùng tùy chỉnh thiết bị của họ cho phù hợp với nhu cầu của họ
- Cập nhật mới được phát hành thường xuyên
Bất tiện:
- Hầu hết các hệ điều hành di động được thiết kế để thực hiện các tác vụ trên phần cứng cụ thể như Apple iOS
- Hệ điều hành di động dễ bị vi phạm an ninh
- Tuổi thọ pin bị hạn chế
- Bạn phải cập nhật phần cứng theo cách thủ công khi có bản cập nhật phiên bản mới được tung ra thị trường
#9. Hệ điều hành tích hợp
Hệ điều hành nhúng được thiết kế để thực hiện các tác vụ cho một thiết bị cụ thể chứ không phải cho máy tính. Mục tiêu chính là thực thi mã cho phép thiết bị thực hiện công việc của mình. Ngoài ra, hệ thống này còn cung cấp phần cứng cho chương trình.
Đặc trưng:
- Hoạt động thời gian thực
- Chi phí sản xuất thấp
- Hạn chế thiết kế nghiêm ngặt
- Cơ chế bảo vệ
Thuận lợi:
- Nó có thể mang theo được
- Yêu cầu phần cứng thấp hơn
- Nó nhanh hơn so với các hệ điều hành khác
- Nó rất dễ đoán
Bất tiện:
- Cần có sự sửa đổi lớn
- Việc cá nhân hóa mất nhiều thời gian hơn
- Ít tối ưu hóa hơn
#10. Hệ điều hành ảo hóa
Ảo hóa hệ điều hành đề cập đến việc sử dụng phần mềm mô phỏng chức năng phần cứng trong hệ thống ảo. Điều này cho phép các tổ chức CNTT hỗ trợ một số hệ điều hành. Nó cho phép phần cứng thực thi nhiều image hệ điều hành cùng một lúc.
Đặc trưng:
- Phân bổ nguồn lực
- Ánh sáng
- Khả năng mở rộng
- Quản lý dễ dàng
- Tính cơ động
- Bảo vệ
Thuận lợi:
- Nó cho phép đạt được hiệu quả cao hơn trong việc sử dụng các nguồn lực
- Giảm đáng kể chi phí
- Triển khai nhanh chóng
Bất tiện:
- Vì các container dùng chung một hệ điều hành máy chủ tương tự nên sẽ có những rủi ro về bảo mật
- Cách nhiệt bị hạn chế
- Việc thiết lập và quản lý rất phức tạp và đòi hỏi nhiều kiến thức và kỹ năng hơn
- Khả năng tiếp cận thiết bị bị hạn chế
#11. Hệ điều hành đám mây
Hệ điều hành đám mây được thiết kế để chạy trong môi trường ảo hóa và điện toán đám mây. Nó quản lý công việc của nhiều máy ảo. Các tính năng của nó có thể khác nhau tùy thuộc vào dịch vụ đám mây và môi trường ảo bạn sử dụng.
Ngoài ra, nó có thể quản lý hoạt động, thực thi và xử lý các cơ sở hạ tầng ảo, máy ảo và máy chủ ảo khác nhau.
Đặc trưng:
- Nó có thể dễ dàng thu nhỏ theo yêu cầu của bạn
- Bạn có thể tích hợp các tính năng bảo mật như xác thực hai yếu tố, đăng nhập một lần, v.v.
- Tích hợp nhiều giải pháp hiện đại
- Nó cung cấp chức năng sao lưu và khôi phục.
Thuận lợi:
- Nó mang lại sự linh hoạt hơn vì nó có thể được sử dụng ở mọi nơi và mọi lúc
- Nó cho phép các nhà phát triển tăng tốc quá trình phát triển với việc triển khai nhanh chóng
- Bạn trả tiền cho các tài nguyên đã chọn, rất có lợi nhuận
- Truy cập dễ dàng hơn từ mọi thiết bị
Bất tiện:
- Bạn sẽ thấy phức tạp khi tích hợp với các hệ thống hiện có
- Sẽ có những chi phí không lường trước được
- Bạn phải lo lắng về các rủi ro bảo mật như các mối đe dọa trực tuyến và quyền riêng tư dữ liệu
- Bạn có thể gặp phải thời gian ngừng hoạt động trong trường hợp xảy ra thảm họa thiên nhiên
Hệ điều hành phổ biến
Dưới đây là một số hệ điều hành được sử dụng nhiều nhất trên thế giới:
Hệ điều hành Windows
Hệ điều hành Windows là một hệ điều hành đồ họa của Microsoft. Nó cho phép người dùng sử dụng liền mạch hệ thống máy tính, đọc và lưu trữ dữ liệu, kết nối Internet, chơi trò chơi, xem phim và chạy nhiều ứng dụng khác nhau. Nó có sẵn cho cả sử dụng chuyên nghiệp và cá nhân.
Theo bộ đếm thống kê, đây là hệ điều hành PC được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, với thị phần là 69,51% tính đến tháng 7 năm 2023.
Hệ điều hành Mac
macOS là hệ điều hành Unix được phát triển bởi hãng Apple Inc. Nó được sử dụng trong máy tính Apple Mẹ. Hiệu suất macOS phản hồi nhanh và nhanh chóng bằng cách tối ưu hóa hệ điều hành cho phần cứng cụ thể.
Hơn nữa, đây là hệ điều hành được sử dụng nhiều thứ hai trên toàn thế giới trong danh mục máy tính cá nhân, với thị phần 20,44%.
Linux
Linux là một hệ điều hành nguồn mở quản lý trực tiếp tài nguyên hệ thống và phần cứng như bộ nhớ, bộ lưu trữ và CPU.
Hệ điều hành Linux nằm giữa phần cứng và ứng dụng, đồng thời cho phép các tài nguyên vật lý và kết nối phần mềm thực hiện công việc. Nó chiếm không gian sau hệ điều hành Windows và macOS trong việc sử dụng hệ điều hành PC trên toàn thế giới, với thị phần là 30,24%.
Ubuntu
Nó là một hệ điều hành dựa trên Linux trên Debian, chủ yếu bao gồm phần mềm nguồn mở và miễn phí. Ubuntu được phát hành ở phiên bản máy tính để bàn, lõi và máy chủ dành cho thiết bị IoT và robot. Nó là một hệ điều hành phổ biến cho điện toán đám mây.
Android
Android là hệ điều hành di động dựa trên Linux chạy trên máy tính bảng và điện thoại thông minh. Nền tảng này sử dụng nhân Linux, trình duyệt web, ứng dụng người dùng cuối và giao diện GUI. Anh ấy chủ yếu sử dụng Java để viết mã và các ngôn ngữ khác.
Mục tiêu chính của Android là cung cấp trải nghiệm tốt cho người dùng cuối, biến nó thành một hệ điều hành có hiệu quả cao. Đây cũng là hệ điều hành được sử dụng nhiều nhất trên thế giới trong danh mục hệ điều hành di động, với thị phần là 70,9%, theo bộ đếm thống kê.
iOS
Apple iOS là hệ điều hành di động được phát triển và tiếp thị bởi Apple Inc. Cấp nguồn cho thiết bị di động Apple và là hệ điều hành di động được cài đặt nhiều nhất, sau Android, với thị phần 28,36%, theo số liệu thống kê. Ngoài ra, nó còn cung cấp kết nối di động, hỗ trợ Bluetooth, Wi-Fi và VPN.
Ứng dụng
Có nhiều loại hệ điều hành khác nhau trên thị trường, mỗi loại có một bộ tính năng và chức năng khác nhau, cũng như những ưu điểm và nhược điểm.
Vì vậy, nếu bạn muốn chọn hệ điều hành phù hợp cho trường hợp sử dụng của mình, hãy tìm hiểu kỹ nhu cầu và ngân sách của bạn. Bạn phải chọn một hệ điều hành quản lý và lưu trữ hiệu quả, bảo vệ quyền riêng tư, bảo mật dữ liệu và phù hợp với ngân sách của bạn.
Bạn cũng có thể khám phá các hệ điều hành miễn phí để thử nghiệm thâm nhập và điều tra kỹ thuật số.
