HeDieuHanh

Lịch sử phát triển HĐH
Hoàng Thân Anh Tuấn
Khoa Toán – Tin học
Đại học Sư phạm TPHCM

12/11/18

HĐH - 2005


Hệ điều hành là gì?
 Thế nào là một hệ điều hành?


Một nhà cung cấp sự trừu tượng hóa



Một nhà cấp phát tài nguyên



Ngoài ra:



Một điều phối viên



Một người bạn: giúp máy tính dễ sử dụng



Một phù thủy: làm cho hệ thống có vẻ có nhiều hơn cái
thật sự nó có (nhiều vi xử lý, nhiều bộ nhớ hơn)



Công việc của hệ điều hành dựa theo phần cứng.

12/11/18

HĐH - 2005


HĐH bao gồm những gì?












12/11/18

File systems
Device drivers
Networking protocols
System utilties
Development tools
Shells
Libraries
Accessories (ala Windows)
Window system
Browser

HĐH - 2005


Lịch sử HĐH: khía cạnh xã hội
 Khởi đầu: Không có HĐH


Máy tính là thiết bị thực nghiệm kỳ lạ.



Lập trình bằng ngôn ngữ máy.



Dùng các bảng tổng đài để điều khiển máy tính.



Người sử dụng ngồi trước bảng điều khiển.



Không có sự chồng nhau giữa việc tính toán, I/O và thời
gian suy nghĩa của người dùng.



Lập trình bằng cách đưa phiếu đục lỗ vào bằng tay.



Đã có thư viện được viết dùng chung cho mọi người 
tiền thân của hệ điều hành.



Vấn đề: chờ đợi quá lâu, quá nhiều.

12/11/18

HĐH - 2005


Giai đoạn 1: máy tính đắt, nhân công rẻ.
 Sử dụng máy tính hiệu quả hơn: tách rời máy và người.
 HĐH hỗ trợ làm việc theo lô: một chương trình tải công việc
của người dùng vào, thi hành nó và làm tiếp công việc kế
tiếp.

 Nếu chương trình lỗi, HĐH ghi lại nội dung của bộ nhớ và
lưu lại ở đâu đó.

 Sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, nhưng debug lại khó hơn !

12/11/18

HĐH - 2005


Các kênh dữ liệu và ngắt cho phép I/O và tính toán chồng nhau.
•Vùng đệm và xử lý ngắt được hỗ trợ bởi hệ điều hành.
• Xuất hiện công việc spool.

Vấn đề
•Tiện ích còn thấp; mỗi thời điểm chỉ chạy một công việc.
•Không có sự bảo vệ giữa các công việc khác nhau.
•Công việc có thời gian thi hành ngắn sẽ phải đợi rất lâu nếu nó được sắp sau công
việc có thời gian thi hành dài hơn.

Giải pháp
•Bảo vệ phần cứng: bảo vệ vùng nhớ và tái định vị vùng nhớ.
•Lập trình đa chương (Multiprogramming): nhiều người dùng có thể chia sẻ cùng
một hệ thống.
•Công việc nhỏ có thể nhanh chóng được hoàn thành.
•HĐH phải quản lý tương tác giữa các công việc đồng thời.
•HĐH trở nên một khoa học quan trọng.

•OS/360: HĐH đầu tiên thiết kế cho một họ các máy tính: từ máy tính nhỏ nhất
đến máy tính lớn nhất.

12/11/18

HĐH - 2005


Vấn đề
•OS được giới thiệu vào năm 1963; và đến năm 1968 nó mới thật sự hoạt động.
•Hệ thống cực kỳ phức tạp.
•Tất cả đều là mã hợp ngữ (assembly code).

12/11/18

HĐH - 2005


Giai đoạn 2:Máy tính và nhân công đều
đắt!
Giúp con người tăng năng suất.
Chia sẻ thời gian: cho phép nhiều người sử dụng máy tính cùng một lúc.
•Thiết bị cuối rẻ: mọi người đều có thể mua.
•Dữ liệu được lưu trữ: dùng các hệ thống file.
•Thử nghiệm cung cấp thời gian phản hồi chấp nhận được (tránh tình
trạng tranh chấp tài nguyên; sự đổ vỡ (thrashing)).
Thị trường được định hướng bởi các ứng dụng theo chiều dọc.
CTSS:
•Phát triển tại MIT.
•Một trong những hệ thống chia sẻ thời gian đầu tiên.
•Tiên phong trong việc lập lịch
•Khởi nguồn cho MULTICS.

12/11/18

HĐH - 2005


MULTICS:
•Hợp tác phát triển bởi MIT, Bell Labs, General Electric.
•Viễn cảnh: một máy tính hỗ trợ cho mọi người. Mọi người sẽ
mua dịch vụ tính toán như là mua điện.
•Rất nhiều ý tưởng!
•Xây dựng rất khó so với dự tính.
•Công nghệ đã bắt kịp.

12/11/18

HĐH - 2005


UNIX:
• Ken Thompson và Dennis Ritchie xây dựng một hệ thống “do
LTV vì LTV”.
•Ban đầu được cài đặt bằng hợp ngữ. Được viết lại bằng C sau
này.
•Ý tưởng mới: HĐH có thể di chuyển được!
•Các trường ĐH được cung cấp đoạn mã để tham khảo.
•ĐH Berkeley thêm vào hỗ trợ bộ nhớ ảo cho VAX.
•DARPA chọn UNIX làm nền tảng mạng (arpanet).
•UNIX trở thành HĐH thương mại.
•Các ý tưởng quan trọng được phổ biến thông qua UNIX

•HĐH được viết trên ngôn ngữ cấp cao.
•HĐH có thể di chuyển được không phụ thuộc vào nền tảng phần
cứng.
•Cơ chế đường ống (pipe)
•Hệ thống file có thể được nạp.

12/11/18

HĐH - 2005


Giai đoạn 3: Máy tính rẻ, nhân công vẫn
đắt.
Đưa máy tính đến từng trạm đầu cuối!
CP/M: HĐH thương mại đầu tiên.
IBM cần một phần mềm cho PC mới của họ, nhưng CP/M
không nắm bắt được thời cơ.
Tiếp cận Bill Gates (Microsoft) để xem họ có thể xây dựng một
cái vậy không.
Bill Gates mua 86-DOS, và tạo nên MS-DOS.
Mục đích chính: hoàn thành nhanh và chạy được các chương
trình CP/M hiện hành.
HĐH trở thành một thư viện gồm các thủ tục con và các lệnh có
thể thi hành được.
12/11/18

HĐH - 2005


Personal workstations

•The PERQ
•The Xerox Alto
•The SUN Workstation (Stanford University Network)

Personal computers
•The Apple II
•The IBM PC
•The Macintosh

Ứng dụng trong công nghiệp
•Word processors
•Spreadsheets
•Databases

Thị trường chia theo chiều ngang
•Hardware
•Operating systems
•Applications

12/11/18

HĐH - 2005


Giai đoạn 4: Mạng xuất hiện!
Việc kết nối trở nên quan trọng, bức thiết.
Người ta muốn chia sẻ dữ liệu chứ không phải phần cứng.
Ứng dụng mạng đẩy đến cho nền công nghiệp.
•WWW
•Email

•News

Việc bảo vệ và lập trình đa chương trở nên kém quan trọng cho các máy tính
cá nhân. Nó quan trọng hơn cho các máy tính chủ (server)
Thị trường tiếp tục phân hóa theo chiều ngang:
•Cung cấp dịch vụ Internet
•Thông tin trở thành một phương tiện
•Quảng cáo trên máy tính.

12/11/18

HĐH - 2005


HĐH ngày nay
Hệ thống lớn và phức tạp với vô số vấn đề.
•hàng triệu dòng lệnh.
•hàng trăm, hàng ngàn người phát triển.

Tương tác phức tạp
•Không đồng bộ.
•Chạy trên mọi nền tảng.
•Phân lớp người dùng theo nhu cầu.
•Hiệu năng sử dụng!

Khó hiểu
•Không còn như nguyên bản được tạo ra.
•Quá lớn để cho một người có thể nắm bắt được.
•Không được kiểm lỗi đầy đủ (OS/360 phát hành với 1000 lỗi).
•Khó dự đoán hành động; tối ưu chủ yếu dựa vào cảm tính (đoán).

12/11/18

HĐH - 2005