Tĩm tắt
Lý thuyết 3 tiết - Thực hành 3 tiết
Mục tiêu Các mục chính Bài tập bắt
buộc
Bài tập làm thêm
Kết thúc bài học này, học viên sẽ cĩ được một cái nhìn chung về hệ điều hành và những kỹ năng cần thiết để làm việc trên hệ điều hành Windows.
I. Các khái niệm cơ bản của hệ điều hành
II. Giới thiệu hệ điều hành Windows Windows Windows
I. Các khái niệm cơ bản về hệ điều hành I.1. Các chức năng cơ bản của hệ điều hành (HĐH) I.1. Các chức năng cơ bản của hệ điều hành (HĐH)
Hệ điều hành, như tên của nĩ, là hệ thống phần mềm dùng để điều hành sự hoạt động của máy tính. Trong quá trình làm việc với máy tính (trừ một khoảng thời gian ngắn lúc khởi động máy) tất cả các thao tác của người sử dụng với máy tính như gõ bàn phím, di chuyển chuột, đọc ổ đĩa mềm, sao chép tập tin, ... tất cả đều được ghi nhận và xử lý bởi HĐH. Đa số các hệ điều hành đều cĩ một số thành phần chức năng cơ bản giống nhau, đĩ là:
I.1.1 Giao tiếp với người dùng
Thành phần giao diện là một trong những thành phần quan trọng nhất của một HĐH. Một hệ thống giao diện thân thiện, dễ sử dụng giúp người dùng truy cập và tận dụng được sức mạnh của các tài nguyên cĩ trong máy tính của mình.
Ngày nay, hệ thống giao diện đồ hoạ cho phép người dùng sử dụng bàn phím, con chuột thao tác với các cửa sổ, thực đơn chọn, … (cịn gọi là hệ thống giao diện windows-based) là hệ thống giao diện phổ biến nhất hiện nay.
I.1.2 Quản lý hệ thống tập tin (Tập tin System)
Trong quá trình làm việc với máy tính, người dùng lưu kết quả cơng việc của mình thành các tập tin (tập tin) trên các thiết bị lưu trữ. Ví dụ hai văn bản hợp đồng khác nhau sẽ được lưu trên đĩa cứng dưới dạng hai tập tin khác nhau. HĐH sẽ cung cấp các lệnh cho phép người dùng quản lý các tập tin như lưu trữ, sao chép và xố chúng khi cần.
I.1.3 Quản lý thiết bị
HĐH cung cấp các chức năng giúp người dùng làm việc với các thiết bị của máy tính như quản lý ổ đĩa cứng, in ấn, kết nối vào Internet thơng qua modem,...
Thơng thường, một HĐH khơng tự động nhận biết và điều khiển được các thiết bị ngoại vi. Để cĩ thể làm việc được với các thiết bị, HĐH cần được cung cấp các trình điều khiển mà những nhà sản xuất thiết bị ngoại vi đã viết để chạy tương ứng với HĐH đĩ.
Quá trình gắn thiết bị ngoại vi vào máy tính và chỉ ra trình điều khiển thiết bị cho HĐH gọi là quá trình cài đặt thiết bị. Các hệ điều hành phổ biến đều được tích hợp sẵn với rất nhiều các trình điều khiển để cung cấp cho người dùng tính năng Plug ‘n’ Play.
I.1.4 Khởi động
Hầu hết các hệ điều hành được khởi động và thi hành như là một phần mềm với độ ưu tiên cao nhất trong hệ thống. Vì là hệ thống quản lý quá trình làm việc của máy tính, HĐH được tự động khởi động đầu tiên khi máy tính bắt đầu làm việc. Quá trình HĐH khởi động cịn gọi là quá trình khởi động máy. Trong quá trình này, hệ điều hành sẽ thực hiện hàng loạt các chức năng kiểm tra hệ thống phần cứng, nhận dạng các thiết bị và khởi động các thành phần quản lý hệ thống, đưa
chúng vào bộ nhớ (RAM) để sẵn sàng đáp ứng các thao tác của người dùng.
I.1.5 Thi hành và quản lý các phần mềm
HĐH giữ vai trị thi hành và quản lý các phần mềm khác được cài đặt trong hệ thống, giúp cho các ứng dụng cĩ thể tận dụng được các tài nguyên vốn cĩ một cách hiệu quả.
Tại một thời điểm HĐH cĩ thể cho phép người dùng thi hành một hoặc nhiều ứng dụng. Hầu hết các hệ điều hành phổ biến hiện nay đều cung cấp chức năng Multi-Tasking cho phép người dùng cùng lúc thực hiện nhiều ứng dụng tại một thời điểm.
I.1.6 Xử lý lỗi
Trong quá trình làm việc với máy tính, người dùng cĩ thể gặp phải các lỗi với các mức độ nghiêm trọng khác nhau. HĐH cĩ cung cấp các chức năng xử lý lỗi, giúp hạn chế tối đa việc mất mát dữ liệu (hay kết quả làm việc) của người sử dụng.
Ví dụ, khi người dùng muốn sao chép một tập tin vào đĩa mềm nhưng lại quên chưa đưa đĩa vào ổ đĩa. HĐH sẽ thơng báo cho người dùng biết cần phải đưa đĩa vào ổ đĩa rồi tiếp tục copy thay vì khơng cho người dùng sao chép hoặc vẫn cố gắng thực hiện và làm treo máy.
I.1.7 Làm việc qua mạng
Các máy tính khơng chỉ hoạt động đơn lẻ (Stand-alone) mà cịn cĩ thể được kết nối với nhau thành một mạng máy tính. Hầu hết các HĐH đều cung cấp các chức năng làm việc qua mạng cho người dùng, giúp người dùng truy cập và sử dụng các tài nguyên cĩ trên mạng.
I.1.8 Các tiện ích hệ thống
Bên cạnh các chức năng quản lý hệ thống máy tính, HĐH cịn cung cấp cho người dùng các chương trình tiện ích hệ thống. Các chương trình này giúp người dùng tự mình thực hiện các cơng việc quản lý hệ thống như quản lý phân mảnh ổ cứng, quản lý/phân quyền cho người dùng,...
I.2. Phân loại các hệ điều hành
Cĩ rất nhiều hệ điều hành máy tính và nhiều cách phân loại khác nhau.
I.2.1 Phân loại theo kiến trúc của hệ thống máy tính
Cĩ hai loại máy tính cĩ kiến trúc khác nhau được sử dụng rất rộng rãi trên thế giới là máy IBM PC và máy Macintosh viết tắt là PC và Mac.
Các hệ điều hành cĩ thể chia làm hai loại là hệ điều hành chạy trên máy PC và hệ điều hành chạy trên máy Mac
Ví dụ:
Hệ điều hành cho máy Mac: MacOS
Hệ điều hành cho máy PC: MS-DOS, Windows
I.2.2 Phân loại theo hình thức giao diện
Cĩ hai hình thức giao diện là giao diện dịng lệnh (Command-line User Interface - CUI) và giao diện đố hoạ (Graphical User Interface - GUI).
Các hệ điều hành cũng cĩ thể chia làm hai loại dựa trên cách thức giao tiếp với người dùng
Ví dụ:
Hệ điều hành CUI: MS-DOS, Solaris, UNIX Hệ điều hành GUI: Windows, Red`Hat Linux
I.2.3 Phân loại dựa trên khả năng thực hiện tác vụ
Cĩ hai hình thức thực hiện các tác vụ của hệ điều hành là tại một thời điểm chỉ thực hiện một tác vụ (đơn nhiệm) và tại một thời điểm thực hiện nhiều tác vụ (Đa nhiệm – Multi-Tasking).
Ví dụ:
Hệ điều hành đơn nhiệm: MS-DOS Hệ điều hành đa nhiệm: Windows
I.2.4 Phân loại dựa trên các chức năng quản lý mạng
Các hệ điều hành cĩ thể phân chia thành hai loại là hệ điều hành quản lý mạng (Server) dùng để quản lý một hệ thống mạng nhiều máy tính và hệ điều hành sử dụng mạng (Client hay Work Station).
Ví dụ:
Hệ điều hành Client: Windows 9x, Windows 2000 Professional Hệ điều hành Server: WinNT, Windows 2000 Server Family
Microsoft là cơng ty hàng đầu trong việc cung cấp các hệ điều hành máy tính. HĐH của Microsoft gắn liền với sự ra đời và phát triển của máy PC. Ngày nay, HĐH Windows của Microsoft cĩ mặt ở khắp nơi trên thế giới, khơng chỉ hỗ trợ máy tính cá nhân mà cịn cả các máy chủ và các thiết bị cầm tay.
I.3. Sơ lược về hệ điều hành MS-DOS
Những hệ điều hành mới nhất hiện nay của Microsoft được xây dựng dựa trên kinh nghiệm hơn 20 năm xây dựng HĐH của cơng ty này cho các máy PC. Những chiếc PC đầu tiên của IBM được tung ra vào năm 1981 đi kèm với HĐH MS-DOS của Microsoft.
DOS (Disk Operating System) là HĐH đầu tiên mà Microsoft phát triển. Từ phiên bản đầu tiên được phát hành năm 1981, DOS được liên tục cải tiến cho tới phiên bản 7.0 hoạt động song song cùng với Windows 95 được phát hành năm 1995.
Các khái niệm cơ bản trên MS-DOS như hệ thống tập tin và thư mục, quá trình khởi động máy tính, bộ nhớ, … là rất cần thiết đối với các chuyên viên máy tính làm việc trên các hệ thống sử
dụng HĐH do Microsoft phát triển.
I.3.1 Các đặc điểm của MS-DOS:
MS-DOS là hệ điều hành 16 bit được thiết kế cho các CPU sử dụng kiến trúc CPU của Intel® thuộc họ CPU 8086, 8088,…
MS-DOS là hệ điều hành đơn nhiệm, tại một thời điểm hệ thống chỉ cĩ khả năng xử lý một tác vụ. Hệ thống chỉ cĩ khả năng quản lý cao nhất 32MB bộ nhớ và các chương trình chỉ sử dụng 640KB bộ nhớ cơ sở mà thơi.
I.3.2 Các tập tin căn bản của MS-DOS và quá trình khởi động
MS-DOS cĩ thể hoạt động với một bộ tập tin tối thiểu gĩi gọn trong 100KB của một đĩa mềm. Ba tập tin cơ bản nhất của MS-DOS là:
IO.SYS: Giao tiếp giữa phần cứng và HĐH
MSDOS.SYS: Bộ lệnh chính của HĐH
COMMAND.COM: Giao tiếp giữa người dùng và HĐH
Với ba tập tin này, MS-DOS cĩ thể khởi động hệ thống máy tính và bắt đầu nhận lệnh từ người dùng để thực hiện các thao tác xử lý tập tin và thư mục (ghi nhớ rằng DOS – Disk Operating System là HĐH quản lý đĩa).
Do mỗi hệ thống máy tính cĩ thể cĩ các thiết bị khác nhau, DOS sử dụng hai tập tin khởi động để cài đặt các tham số hệ thống và quản lý các thiết bị ngoại vi cũng như các chương trình hiệu quả hơn.
CONFIG.SYS: Thi hành các trình điều khiển thiết bị khơng cĩ sẵn trong IO.SYS
AUTOEXEC.BAT: khởi động các trình thường trú và đặt giá trị cho các biến hệ thống như TEMP, PATH
MS-DOS là hệ điều hành sử dụng giao diện dịng lệnh (Command-line User Interface). Người dùng sẽ gõ các lệnh muốn thực hiện vào từ bàn phím và COMMAND.COM sẽ thực hiện các lệnh đĩ. Cĩ hai loại bộ lệnh chính của DOS là:
Bộ lệnh nội trú cĩ sẵn trong COMMAND.COM
Bộ lệnh ngoại trú là những tập tin kiểu .exe hoặc .com cĩ trong hệ thống. Khi gặp những lệnh này, COMMAND.COM sẽ đọc những tập tin .exe hay .com tương ứng vào bộ nhớ và tạm thời nhường quyền xử lý hệ thống cho tập tin này cho đến khi lệnh hồn tất.
MS-DOS khơng chịu trách nhiệm quản lý lỗi cho các lệnh ngoại trú. Nếu vì lý do nào đĩ, lệnh ngoại trú thực hiện khơng thành cơng và khơng trả quyền điều khiển hệ thống lại cho COMMAND.COM, DOS cho phép người dùng sử dụng một ngắt bàn phím bằng cách nhấn ba phím Ctrl – Atl – Del đồng thời, để khởi động lại máy tính.
I.4. Hệ thống tập tin
tập hợp các dữ liệu (thơng tin) này với một tập hợp các dữ liệu khác. Tập tin được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ với đơn vị lưu trữ là byte.
Trên các thiết bị lưu trữ, tập tin được lưu trong các thư mục (Directory). Một thư mục cĩ thể chứa các tập tin và các thư mục con.
HĐH MS-DOS sử dụng tên để phân biệt giữa hai tập tin hay thư mục khác nhau. Tên tập tin và thư mục chỉ dài tối đa 8 ký tự. Tập tin cĩ thể cĩ thêm phần mở rộng dài tối đa 3 ký tự và ngăn cách với phần tên bởi dấu chấm (.). Tên tập tin, thư mục khơng phân biệt chữ hoa hay thường. Với HĐH Windows thì tên tập tin cĩ thể dài 255 ký tự.
Các ổ đĩa trong máy tính được đánh thứ tự bằng chữ cái như A, B, C, … trong đĩ A và B dành cho ổ đĩa mềm và C là ổ đĩa cứng luận lý đầu tiên trong hệ thống. Một đĩa cứng vật lý cĩ thể được phân thành nhiều ổ đĩa cứng luận lý khác nhau được gọi là partition.
Trên mỗi ổ đĩa, luơn cĩ một thư mục gọi là thư mục gốc cĩ tên là \. Tất cả các thư mục, tập tin đều nằm dưới (trực tiếp hay gián tiếp) thư mục gốc.
Để chỉ ra một tập tin, người dùng phải chỉ rõ đường dẫn tới tập tin đĩ. Đường dẫn của một tập tin bao gồm ổ đĩa, tên thư mục chứa tập tin và tên tập tin (gồm cả phần mở rộng).
Ví dụ:
Trên (thư mục gốc) ổ đĩa C: cĩ thư mục HDH, trong HDH cĩ thư mục CoBan, trong CoBan cĩ tập tin giaotrinh.doc. Đường dẫn tới tập tin giaotrinh.doc:
C:\HDH\CoBan\giaotrinh.doc
DOS cĩ 3 kiểu tập tin đặc biệt là EXE, COM (hai kiểu tập tin thực thi) và SYS (tập tin chứa thơng tin cấu hình).
Hệ thống quản lý tập tin (File System) là một thành phần quan trọng trong HĐH đĩng vai trị là cầu nối giữa các thiết bị lưu trữ và các ứng dụng hay người dùng.
Hệ thống quản lý tập tin giữ nhiệm vụ:
Chuyển đổi các khối dữ liệu được lưu rời rạc hay liên tục trên các thiết bị lưu trữ thành một tập tin thống nhất
Phân biệt các khối dữ liệu của tập tin này với các khối dữ liệu của tập tin kia
Tổ chức lưu trữ và thể hiện các tập tin theo cấu trúc phân cấp: ổ đĩa, thư mục và tập tin. Các thuật ngữ cơ bản của hệ thống quản lý tập tin
Boot disk: Thiết bị lưu trữ cĩ chứa Master Boot Record và các tập tin của HĐH dùng để khởi động máy
Partition: Một ổ đĩa cứng dung lượng lớn cĩ thể chia thành nhiều phần cĩ dung lượng nhỏ hơn gọi là các partiton. Với HĐH, mỗi partition là một ổ đĩa logic
Primary Partition: Partitin chính của một ổ đĩa cứng chứa boot sector và các tập tin khởi động của HĐH
Volume: Một Volume tương tự như một ổ đĩa logic
Cĩ nhiều hệ thống quản lý tập tin khác nhau được sử dụng trong các HĐH, các thiết bị lưu trữ khác nhau.
CDFS: Hệ thống quản lý tập tin dùng trong các đĩa CD-ROM
FAT: Hệ thống quản lý tập tin dùng trong đĩa mềm và đĩa cứng dung lượng nhỏ
FAT16, FAT32: Hệ thống quản lý tập tin dùng cho đĩa cứng của các HĐH do Microsoft xây dựng. DOS và Windows 95 dùng FAT16. Các phiên bản Windows sau Windows 95 dùng FAT16 và FAT32.
NTFS: Hệ thống quản lý tập tin của các HĐH Windows Server
Chú ý:
CDFS: CD File System FAT: File Allocation Table NTFS: NT File System
Hệ thống quản lý tập tin cung cấp các chức năng bảo mật giúp người sở hữu tập tin xác định hay cấp phát các quyền đọc, ghi, sửa đổi nội dung của tập tin cho các người dùng khác trong hệ thống.
Các hệ thống FAT sử dụng cơ chế bảo mật tập tin dựa trên các thuộc tính (Attribute) của tập tin. Các thuộc tính của một tập tin hay thư mục bao gồm:
Read-only, Archive, Hidden, System
Hệ thống NTFS sử dụng cơ chế bảo mật dựa trên khái niệm các quyền sử dụng của người dùng đối với một thư mục chứa các tập tin. Các quyền sử dụng của một người dùng đối với một thư mục bao gồm:
Full Control, Read, Write, Modify, Read & Execute
II. Giới thiệu hệ điều hành Windows
Tiếp sau MS-DOS, Microsoft phát hành một thế hệ HĐH mới dựa trên giao diện cửa sổ cĩ tên là Microsoft Windows. Cĩ thể nĩi Windows là hệ điều hành được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay.
II.1. Lịch sử phát triển
II.1.1 Từ Windows 1.0 đến Windows 3.11
Phiên bản Windows 1.0 ra đời năm 1985, phiên bản 2.0 ra đời năm 1987 nhưng khơng phổ biến rộng rãi tới người dùng. Phiên bản Windows đầu tiên được phát hành rộng rãi là Windows 3.1 ra đời năm 1992.
Từ phiên bản 1.0 tới 3.1, Windows là một mơi trường quản lý ứng dụng chạy trên nền DOS chứ khơng phải là một HĐH thực sự. Windows cung cấp cho người dùng và người phát triển ứng dụng một hệ thống giao diện đồ hoạ thống nhất (Common GUI) gồm các cửa sổ, menu, scroll bar,
button,...
Windows 3.11 sau đĩ phổ biến rộng rãi năm 1993 với khả năng hỗ trợ làm việc trên mạng được biết với tên gọi Windows 3.11 for Workgroup.
II.1.2 Windows 95
Microsoft Windows 95 khởi đầu thế hệ HĐH Windows. Đây là một HĐH 32 bit thực sự phát hành năm 1995.
Windows 95 hỗ trợ tính năng Plug ‘n’ Play - tự động nhận biết các thiết bị phần cứng và cài đặt trình điều khiển thiết bị, mở rộng khả năng quản lý bộ nhớ tới 4GB – các ứng dụng khơng bị giới