đồ án nhóm tìm hiểu về hệ điều hành linux

MỞ ĐẦULinux là hệ điều hành mã nguồn mở phổ biến hiện nay, được sử dụng rộng rãi trên máy chủ, thiết bị nhúng và ngày càng được dùng nhiều trên máy tính cá nhân.Mô hình phát triển cộng đ

ĐẠI HỌC DUY TÂNTRƯỜNG KHOA HỌC MÁY TÍNH

KHOA KỸ THUẬT MẠNG MÁY TÍNH & TRUYỀN THÔNG

🙦🕮 🙤

ĐỒ ÁN NHÓM

MÔN HỌC: NỀN TẢNG HỆ THỐNG MÁY TÍNH

Tên đề tài:

TÌM HIỂU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX GVHD: NGUYỄN KIM TUẤN

MỞ ĐẦU

Linux là hệ điều hành mã nguồn mở phổ biến hiện nay, được sử dụng rộng rãi trên máy chủ, thiết bị nhúng và ngày càng được dùng nhiều trên máy tính cá nhân.Mô hình phát triển cộng đồng mở mang lại nhiều lợi ích như tính bảo mật, ổn định, linh hoạt và miễn phí, tìm hiểu về Linux giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của hệ điều hành, cộng đồng phát triển lớn và tích cực, liên tục cập nhật vá lỗi bảo mật và tối ưu hóa hiệu năng.Linux được sử dụng trên nhiều thiết bị khác nhau như máy chủ, desktop, laptop, smartphone, IoT phù hợp để nghiên cứu phổ biến.Học về Linux giúp nắm rõ các khái niệm cơ bản về hệ điều hành như quản lý tiến trình, bộ nhớ, file system, mạng là nền tảng quan trọng cho CNTT, kỹ năng về Linux là một trong những kỹ năng được các công ty CNTT ưu tiên tuyển dụng Có thể mở rộng đề tài để tìm hiểu sâu hơn về bảo mật, networking, lập trình hệ thống trên Linux.

Mục tiêu của đề tài nhắm đến việc phân tích kiến trúc, các thành phần, cơ chế hoạt động của Linux.Trình bày các khái niệm, kiến thức cơ bản về Linux, vận dụng lý thuyết vào thực hành quản trị, cài đặt Linux Rèn luyện kỹ năng nghiên cứu, phân tích và trình bày một vấn đề công nghệ Phân tích kiến trúc, các thành phần, cơ chế hoạt động của Linux, Vận dụng lý thuyết vào thực hành quản trị, cài đặt Linux Trình bày các khái niệm, kiến trúc cơ bản của hệ thống Linux như kernel, quản lý tiến trình, bộ nhớ, file system Phân tích ưu nhược điểm của Linux, đề xuất các giải pháp phát triển và ứng dụng Linux Đánh giá hiệu năng hệ thống Linux so với các hệ điều hành khác.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn trong các khái niệm, kiến trúc, cơ chế quản lý tài nguyên cốt lõi của Linux Trình bày chi tiết về quản lý tiến trình, bộ nhớ, file system, user và phân quyền.Lấy ví dụ minh họa trên hệ điều hành Ubuntu hoặc CentOS.Thực hành cài đặt, cấu hình các dịch vụ cơ bản.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX…… …1

1.1 Hệ điều hành Linux là gì? 1

1.2 Lịch sử ra đời và phát triển……….1

1.3 Tại sao nên sử dụng hệ điều hành Linux………2

1.4 Các phiên bản của hệ điều hành Linux……… 3

CHƯƠNG 2:CẤU TRÚC VÀ CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX……… 6

2.1 Cấu trúc của hệ điều hành Linux……… 6

2.2 Công dụng của hệ điều hành Linux……… 8

2.3 Ưu và nhược điểm của hệ điều hành Linux……….9

2.3.1 Ưu điểm của hệ điều hành Linux……… 9

2.3.2 Nhược điểm của hệ điều hành Linux………10

2.4 So sánh hai hệ điều hành Linux và Windows……… 11

2.5 So sánh giữ hệ điều hành Linux và hệ điều hành MacIOS…… 12

2.6 Những câu hỏi thường gặp về hệ điều hành Linux ? 13

2.6.1 Có thể cài đặt và chạy các chương trình Windows trên Linux không? 13

2.6.2 Thiết bị nào sử dụng hệ điều hành Linux? 14

2.7 Phiên bản tốt nhất của hệ điều hành Linux………14

CHƯƠNG 3:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN………….17

3.1 Kết luận……… 17

3.2 Tương lai và hướng phát triển của hệ điều hành Linux……… 17

CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX1.1 Hệ điều hành Linux là gì?

Linux là một hệ điều hành mã nguồn mở được phát triển dựa trên Unix kernel 1 Được viết bằng ngôn ngữ C hệ điều hành này được phát triển bởi Linus Torvalds vào năm 1991 Linux được sử dụng rộng rãi trên các máy tính cá nhân, máy chủ, thiết bị di động và các thiết bị nhúng Linux là một hệ điều hành miễn phí và được phát triển bởi cộng đồng người dùng trên toàn thế giới Hệ điều hành này có nhiều ưu điểm vượt trội so với các hệ điều hành khác, bao gồm khả năng tùy chỉnh cao, bảo mật tốt, ổn định và hiệu suất cao

1.2 Lịch sử ra đời và phát triển

Giữa năm 1960, AT&T Bell Laboratories và một số số trung tâm khác thực hiện dự án Multics (Multiplexed Information and Computing Service).

Sau một thời gian thực hiện, dự án tỏ ra không khả thi Tuy vậy Ken Thompson, Dennis Ritchie thuộc Bell Labs đã không bỏ cuộc Thay vì xây dựng một HĐH làm nhiều việc một lúc như Multics, họ quyết định phát triển một HĐH đơn giản chỉ làm tốt một việc là chạy chương trình (run program) Peter Neumann đặt tên cho HĐH "đơn giản"này là Unix Khoảng 1977 bản quyền của UNIX được giải phóng và HĐH UNIX trở thành một thương phẩm Hai dòng UNIX: System V của AT&T, Novell và Berkeley Software Distribution (BSD) của Đại học Berkeley Sau đó IEEE đã thiết lập chuẩn "An Industry-Recognized Operating Systems Interface Standard based on the UNIX Operating System." Kết quả cho ra đời POSIX.1 (cho giao diện C ) và POSIX.2 (cho hệ thống lệnh trên Unix)

Năm 1991 Linus Torvalds bắt đầu xem xét Minix, một phiên bản của Unix với mục đích nghiên cứu cách tạo ra một hệ điều hành Unix chạy trên mày PC với bộ vi xử lý Intel 80386 Ngày 25/8/1991, Linus cho ra version 0.01, và thông báo trên comp.os minix của Internet về dự định của minh về Linux.

Vào tháng 1/1992, Linus cho ra version 0.12 với shell và C compiler Linus không cần Minix nữa để recompile HDH của mình Linus đặt tên HDH của mình là Linux Năm 1994, phiên bản chính thức 1.0 được phát hành.

Linux là một HDH dạng UNIX (Unix-like Operating System) chạy trên PC với CPU Intel 80386 trở lên, hay các bộ vi xử lý trung tâm tương thíchAMD, Cyrix Linux ngày nay còn có thể chạy trên các máy Macintosh hoặc SUN Sparc Linux thỏa mãn chuẩn POS!X.1.Quá trinh phát triển của Linux được tăng tốc bởi sự giúp đỡ của dự án GNU (GNU's Not Unix), đó là chương trình phát triển các Unix có khả năng chạy trên nhiều platform Đến cuối 2001, phiên bản mới nhất của Linux kernel là 2.4.2-2, có khả năng điều khiến các máy đa bộ vi xử lý và rất nhiều các tinh năng khác.

1.3 Tại sao nên sử dụng hệ điều hành Linux

Mặc dù có công dụng tương tự như các hệ điều hành khác trên thị trường nhưng đâu là lý do khiến cho nhiều người dùng tin tưởng và sử dụng hệ điều hành Linux Cùng điểm qua một số lý do nên sử dụng hệ điều hành này:

Miễn phí và mã nguồn mở

Linux được phát hành miễn phí với mã nguồn được chia sẻ rộng rãi Người dùng có thể tải về, cài đặt, sử dụng mà không mất phí.

Tùy biến cao

Người dùng có thể dễ dàng cài đặt và cấu hình Linux phù hợp với nhu cầu sử dụng Có hàng ngàn ứng dụng và công cụ có thể cài thêm.

Tính ổn định cao

Ưu điểm lớn nhất của hệ điều hành Linux là khả năng xử lý một khối lượng lớn công việc cùng một lúc mà ít gặp phải các tình trạng xuống cấp, mất ổn định.

Khả năng bảo mật tốt

Linux đang hoạt động dựa trên nền tảng của một hệ điều hành đa nhiệm là Unix Do đó, đây là bộ phận chỉ cho phép root user và quản trị viên mới có khả năng cung cấp quyền truy cập mà thôi Chính vì vậy, đây là hệ điều hành được đánh giá cao về khả năng bảo mật cho người dùng.

Tính chủ động

Hiện tại thì các phiên bản của hệ điều hành Linux đều được phát hành miễn phí Do đó, người dùng có thể tự do kết hợp và lựa chọn những thứ phù hợp với máy tính của mình Chính vì vậy, người dùng cá nhân hay là doanh nghiệp có thể yên tâm về vấn đề bản quyền.

Cộng đồng hỗ trợ lớn mạnh: Người dùng Linux có thể dễ dàng tìm thấy sự giúp đỡ từ các diễn đàn, tài liệu trực tuyến Chính cộng đồng rộng lớn đã giúp Linux phát triển mạnh mẽ để trở thành hệ điều hành được sử dụng rộng rãi như hiện nay Người dùng, đặc biệt người mới tham gia cộng đồng Linux luôn được giúp đỡ nhiệt tình.

1.4 Các phiên bản của hệ điều hành Linux

Đây là phiên bản đang được ưa chuộng nhất trong phân khúc của hệ điều điều hành Linux Mục tiêu chính để ra mắt phiên bản Ubuntu chính là mang đến cho người dùng những thao tác và trải nghiệm chất lượng nhất trên máy chủ và máy tính.

Ngày nay, Ubuntu đã không ngừng được cải tiến để có mức độ phù hợp với từng nhu cầu của người dùng Tuy nhiên, dù nâng cấp nhiều lần nhưng phiên bản này vẫn không bị biến chất và mang những ưu điểm nổi bật hơn so với các phiên bản khác.

Linux Mint

Hiện tại, Linux Mint là phiên bản GNU/Linux được phát triển dựa trên Ubuntu Nhờ kế thừa toàn bộ những phần mềm và phương tiện sở hữu độc quyền từ phiên bản Ubuntu do đó Linux Mint cũng đang là hệ điều hành được nhiều người dùng yêu thích.

Một trong những điểm khác biệt của phiên bản này mà người dùng hay nhắc đến là Linux Mint có giao diện thân thiện Và đó cũng là sự kết hợp giữa Windows 7 và maCOS X.

Debian là một sự lựa chọn hoàn hảo cho những người có nhu cầu sử dụng máy tính mang tính ổn định cao, đặc biệt là các lập trình viên Bởi, hệ điều hành này được tích hợp những phần mềm mã nguồn mở và hoàn toàn được phân phối miễn phí

Mặc dù Debian phát hành và cập nhật những phiên bản mới thường xuyên trên thị trường Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hệ điều hành này đó là cập nhật khá chậm so với những phiên bản khác đang được phân phối trên thị trường.

Với phiên bản Fedora, bạn có thể tự do thay đổi và phát triển mọi thứ trong máy tính để phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình Phiên bản này đang mang cho mình một số phần mềm khá phổ biến và được xem là dòng sản phẩm phù hợp nhất cho các lập trình viên Bởi, Fedora hỗ trợ một số công cụ, nền tảng miễn phí phục vụ cho việc lập trình

Mặc dù Fedora không ngừng cập nhật những công nghệ mới như: hệ thống tập tin mới, kỹ thuật ảo hóa mới,…Tuy nhiên, phiên bản này bị hạn chế về những vấn đề liên quan đến quá trình cài đặt trong lĩnh vực đồ họa độc quyền.

CentOS Linux

Đây là một phiên bản được Linux phân phối thương mại dành cho máy trạm và máy chủ CentOS được phát triển nhờ cộng đồng và hoạt động dựa trên nền tảng của của Fedora

Bên cạnh đó, hệ điều hành này còn được vận hành tốt và mượt mà trên các mainframe, đặc biệt là KDE, GNOME,… Do đó, nếu có nhu cầu sử dụng hệ điều hành Linux thì các doanh nghiệp nên cân nhắc về phiên bản CentOS bởi tính ổn định và độ bảo mật của phiên bản này được tối ưu rất cao

OpenSUSE/SUSE Linux Enterprise

Được đánh giá là phiên bản thân thiện nhất với người dùng, các phần mềm được trang bị trên OpenSUSE mang lại cho bạn trải nghiệm hoàn toàn khác với những phiên bản khác của Linux Bên cạnh đó, hệ điều hành này còn đáp ứng được nhu cầu cập nhật liên tục các phần mềm và đảm bảo tính ổn định khi thao tác Bởi lẽ, những phiên bản cập nhật mới nhất đều được nhà sản xuất kiểm tra rất kỹ càng trước khi ra mắt người dùng.

Slackware Linux

Được phân phối trên thị trường hơn 13 năm, Slackware Linux hiện đang là phiên bản có tuổi đời lâu nhất trong hệ điều hành Linux Đặc điểm nổi bật nhất của phiên bản này đó là tính gọn nhẹ và được thiết kế phù hợp với máy tính có cấu hình thấp.

Hiện tại thì Slackware Linux vẫn được nhiều doanh nghiệp duy trì sử dụng cũng như được cập nhật liên tục trong những bản phát hành mới.

Puppy Linux

Trên thực tế, Puppy Linux hiện đang là một trong những phiên bản nổi bật trong hệ điều hành Linux Bởi, ngoài được phát triển dựa trên nền tảng của Slackware thì phiên bản này còn được thiết kế để trở thành một hệ điều hành nhẹ nhất nhưng vẫn đảm bảo tính mượt mà khi thao tác với những ứng dụng cơ bản trên máy tính.

CHƯƠNG 2

CẤU TRÚC VÀ CÁC CHỨC NĂNG CỦA HỆ ĐIỀU HÀNHLINUX

2.1 Cấu trúc của hệ điều hành Linux

Hệ điều hành Linux được cấu tạo từ 3 thành phần chính là Kernel, Shell và Application.

Chúng ta hãy đi tìm hiểu từng thành phần chính của hệ điều hành Linux

Kernel (nhân)

Kernel là phần cốt lõi của hệ điều hành, đóng vai trò điều khiển và quản lý toàn bộ hệ thống phần cứng cũng như phần mềm Kernel Linux do Linus Torvalds phát triển từ những năm 1990 và liên tục được cải tiến, nâng cấp đến ngày nay.

Chức năng chính của Kernel là tương tác trực tiếp với phần cứng, cung cấp các cơ chế, giao diện lập trình cho phép các ứng dụng và chương trình người dùng sử dụng tài nguyên hệ thống Cụ thể,Kernel quản lý bộ nhớ, tiến trình, thiết bị ngoại vi, file và hệ thống, mạng, bảo mật và các dịch vụ hệ thống khác.

Một trong những điểm mạnh của Linux là khả năng tùy biến Kernel Người dùng có thể cấu hình, thêm bớt các modules kernel để phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình Điều này giúp tối ưu hóa hiệu năng hệ thống.

Nhờ sự đóng góp tích cực từ cộng đồng mã nguồn mở, Kernel Linux liên tục được cập nhật, vá lỗi và bổ sung tính năng mới Đây chính là lý do Linux được đánh giá là một trong những hệ điều hành linh hoạt, ổn định và bảo mật nhất hiện nay.

Shell

Là bộ phận đảm nhận chức năng thực hiện các lệnh (command) từ người dùng hay các ứng dụng được cài đặt trên máy tính yêu cầu Các lệnh trên sẽ được chuyển tới bộ phận Kernel để xử lý Theo đó, Shell chính là nơi kết nối và phiên dịch lệnh từ bộ phận là Kernel để Application thực thi.

Các loại Shell phổ biến trên Linux bao gồm Bash, C Shell, Korn Shell, Z Shell, Trong đó, Bash Shell là lựa chọn mặc định trên hầu hết các bản phân phối Linux như Ubuntu, Debian, Fedora, CentOS

Shell hoạt động như một trình phiên dịch, đọc và thực thi các lệnh người dùng nhập vào Nó cũng cho phép lưu trữ các câu lệnh thành các file script để tự động hóa các tác vụ quản trị và tối ưu hệ thống.

Một số tính năng nổi bật của Shell bao gồm hỗ trợ lập trình, xử lý văn bản, socket programming, kỹ thuật ống dẫn, biến và cấu trúc điều khiển Những tính năng này giúp người dùng Linux có thể tận dụng tối đa tiềm năng của hệ điều hành.

Shell đóng vai trò rất quan trọng, là cửa sổ để người dùng tương tác với nhân Linux Sự phát triển của các Shell tiên tiến đã giúp mở rộng khả năng ứng dụng cũng như nâng cao trải nghiệm người dùng trên Linux.

Application (ứng dụng)

Các ứng dụng là phần mềm chạy trên nền Linux, cung cấp cho người dùng những công cụ và tiện ích để thực hiện các tác vụ cụ thể Chúng bao gồm các trình soạn thảo văn bản, trình duyệt web, công cụ đồ họa, phần mềm văn phòng, trò chơi, ứng dụng khoa học và kỹ thuật

Một ưu điểm lớn của Linux là hệ sinh thái phần mềm đa dạng với hàng ngàn ứng dụng chất lượng cao Người dùng có thể dễ dàng

cài đặt các ứng dụng cần thiết thông qua trình quản lý gói Nhiều ứng dụng mã nguồn mở dưới giấy phép phần mềm tự do, cho phép người dùng sử dụng, chỉnh sửa tự do.

Một số ứng dụng phổ biến trên Linux có thể kể đến như LibreOffice, Firefox, GIMP cho đồ họa, Audacity chỉnh sửa âm thanh, Blender cho đồ hoạ 3D, Python, Ruby là ngôn ngữ lập trình Ngoài ra còn có hàng ngàn ứng dụng chuyên biệt trong khoa học, kỹ thuật, thiết kế đồ hoạ.

Khả năng tương thích cao của các ứng dụng Linux cho phép người dùng dễ dàng làm việc trên nhiều nền tảng phần cứng khác nhau Đây chính là nhân tố quan trọng giúp Linux phát triển mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.

Như vậy, hệ sinh thái phần mềm phong phú, chất lượng là điểm mạnh của Linux, mang lại nhiều lựa chọn tuyệt vời cho người dùng Các ứng dụng Linux đã đóng góp không nhỏ vào sự thành công của hệ điều hành này.

2.2 Công dụng của hệ điều hành Linux

Kể từ khi ra đời vào những năm 1990, Linux đã trở thành một trong những hệ điều hành phổ biến và được ưa chuộng nhất hiện nay Linux có nhiều ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực khác nhau, đem lại nhiều lợi ích to lớn.

Linux được sử dụng rộng rãi làm hệ điều hành máy chủ cho các website lớn như Google, Facebook, Twitter Ưu điểm về độ ổn định, bảo mật và khả năng hoạt động liên tục lành mạnh khiến Linux trở thành sự lựa chọn hàng đầu cho các doanh nghiệp.Ngoài máy chủ, Linux còn được ứng dụng trong lĩnh vực nhúng, điện thoại thông minh và robot nhờ tính linh hoạt, có thể chạy trên các thiết bị phần cứng mạnh yếu khác nhau Hệ điều hành Android dùng cho hầu hết điện thoại thông minh hiện nay cũng dựa trên nhân Linux Linux còn rất phù hợp cho giới lập trình, phát triển phần mềm nhờ cung cấp nhiều công cụ hiệu quả Nó còn được ứng dụng nhiều trong giáo dục, khoa học kỹ thuật để học tập, nghiên cứu Như vậy, với nhiều ưu điểm và khả năng thích ứng cao, Linux đã và đang được sử dụng rộng rãi, phục vụ hiệu quả cho nhiều lĩnh vực công