Hệ điều hành là gì?

Chắc hẳn ai trong chúng ta đều đã từng nghe qua thuật ngữ "hệ điều hành". Tuy nhiên, không phải ai cũng biết hệ điều hành thực chất là gì và nó đóng vai trò gì trong hệ thống máy tính hoặc trên thiết bị di động.

Vậy hệ điều hành là gì? Chức năng, hoạt động của hệ điều hành như thế nào? Mời các bạn cùng tìm hiểu.

Định nghĩa hệ điều hành

Một hệ điều hành (Operating Systems, viết tắt là OS) là phần mềm cho phép người dùng chạy các ứng dụng khác trên thiết bị máy tính, thiết bị di động, sau đây gọi chung là máy. Hệ điều hành còn có nhiệm vụ quản lý các tài nguyên phần cứng, phần mềm trên máy như:

• Các thiết bị đầu vào như chuột, bàn phím, màn hình cảm ứng, camera, micro
• Các thiết bị đầu ra như màn hình, máy in và máy scan, loa
• Các thiết bị mạng như modem, router, ăng-ten, modem WiFi, thẻ SIM
• Các thiết bị lưu trữ như ổ cứng, USB, ổ SSD, bộ nhớ flash

Hệ điều hành cũng đảm nhiệm vai trò thực thi và quản lý nhằm phân bổ bộ nhớ một cách hiệu quả cho các ứng dụng chạy trên máy. Ví dụ, nếu nhiều chương trình cùng chạy một lúc trên máy tính, hệ điều hành sẽ phân bổ tài nguyên của máy tính sao cho tất cả các chương trình đang chạy cũng như chương trình được mở thêm đều nhận được tài nguyên cần thiết.

Chi tiết hơn về hệ điều hành

Về cơ bản một ứng dụng phần mềm có thể giao tiếp trực tiếp với phần cứng. Tuy nhiên, hầu hết các ứng dụng phần mềm hiện tại đều được viết cho các hệ điều hành nhằm tận dụng các thư viện tiện ích chung, giúp lập trình viên không phải lo lắng về các vấn đề phần cứng.

Nhìn chung, hệ điều hành giống như một framework toàn diện, tương tác một cách nhất quán với tất cả các ứng dụng. Sự xuất hiện của hệ điều hành giúp toàn bộ quá trình phát triển các ứng dụng phần mềm được đơn giản hóa đi rất nhiều.

Một số thành phần chính của hệ điều hành

Nhân (Kernel)

Nhân của hệ điều hành có vai trò kiểm soát những tính năng cơ bản của tất cả các thiết bị phần cứng trên máy. Vai trò chính của Kernel là đọc và ghi dữ liệu vào bộ nhớ, xử lý các lệnh thực thi, xác định cách thức nhận và gửi dữ liệu của các thiết bị như màn hình, bàn phím và chuột và xác định các diễn giải dữ liệu nhận được từ mạng.

Giao diện người dùng (UI)

Đây là thành phần tương tác tác với người dùng, được tiến hành qua màn hình và các biểu tượng đồ họa hoặc qua cửa sổ lệnh. UI có hai loại là Giao diện dòng lệnh (Command Line Interface - CLI) nơi người dùng giao tiếp với hệ thống bằng các câu lệnh. Loại còn lại của UI là Giao diện người dùng đồ họa (GUI), thứ mà đa số chúng ta đang dùng hàng ngày.

GUI trực quan hơn rất nhiều khi cho phép người dùng tương tác với hệ thống qua các biểu tượng trên màn hình bằng thiết bị đầu vào như chuột, bàn phím hoặc màn hình cảm ứng.

Giao diện lập trình ứng dụng (API)

Đây là thành phần cho phép các nhà phát triển viết các code dạng module. API đóng vai trò quyết định cách hệ thống hoặc các thành phần khác có thể sử dụng một ứng dụng nhất định.

Những công dụng của hệ điều hành

Với sự xuất hiện của hệ điều hành, các hệ thống máy tính trở nên thân thiện hơn với người dùng. Hệ điều hành cung cấp cho người dùng một giao diện thuận tiện, dễ dùng, giúp họ tận dụng tốt hơn, hiệu quả hơn hệ thống của mình.

Trong khi đó, hệ điều hành còn quản lý, phân bổ tài nguyên giúp hệ thống máy tính hoạt động tốt hơn. Với các lập trình viên, nhà phát triển phần mềm, hệ điều hành giúp công việc của họ đơn giản hơn rất nhiều.

Các hệ điều hành tiêu biểu hiện tại

• Android của Google, dành cho các smartphone và tablet được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau
• iOS của Apple, chỉ dành cho iPhone
• iPadOS của Apple, chỉ dành cho iPad
• Windows của Microsoft, dành cho các máy tính và tablet được sản xuất bởi nhiều hãng khác nhau
  macOS của Apple, chỉ dành cho máy tính Mac
• Linux, hệ điều hành mã nguồn mở được các lập trình viên ưa chuộng, có thể cài đặt trên nhiều thiết bị. Hầu hết các máy tính chạy Windows đều có thể cài Linux và cũng có một số phiên bản hệ điều hành Linux dành cho tablet và smartphone nhưng không mấy nổi bật.