Unix là gì? Trong cuộc sống hằng ngày, ắt hẳn bạn đã từng nhìn thấy hoặc nghe qua về Unix. Bạn có thực sự hiểu về hệ điều hành Unix và những đặc điểm của nó? Trong bài viết này, VuiLaShare.Com sẽ cung cấp cho bạn một cái nhìn tổng quan về Unix, từ định nghĩa đến các tính năng và lý do tại sao nó vẫn được sử dụng rộng rãi trong thực tế.

Hệ điều hành Unix là gì?

Unix là một hệ điều hành máy tính mạnh mẽ đa nhiệm, đa người dùng được phát triển từ những năm 1960 bởi nhóm kỹ sư của AT&T Bell Labs.

Unix được thiết kế với mục tiêu cung cấp một môi trường làm việc linh hoạt, ổn định và có khả năng mở rộng cho các máy tính. Đây là hệ điều hành dựa trên văn bản, có nghĩa là hầu hết các tác vụ được thực hiện bằng cách nhập lệnh văn bản. Unix cũng hỗ trợ giao diện đồ họa, cho phép sử dụng các ứng dụng và môi trường làm việc có giao diện đồ họa.

Cấu trúc hệ điều hành Unix là gì?

Hệ điều hành Unix được thiết kế theo cấu trúc phân lớp, với mỗi lớp thực hiện một tập hợp các chức năng cụ thể. Các lớp này bao gồm:

Lớp 1: Phần cứng (Hardware)

Đây là lớp thấp nhất, bao gồm các thành phần vật lý của hệ thống máy tính như bộ xử lý, bộ nhớ, thiết bị lưu trữ và thiết bị đầu vào/ra. Phần cứng là những thành phần được kết nối với máy tính dựa trên hệ điều hành Unix mà có thể nhìn thấy bằng mắt người. Hệ điều hành Unix tương tác với các thành phần phần cứng này để tạo điều kiện cho việc thực thi phần mềm.

Lớp 2: Lõi (Kernel)

Kernel là phần cốt lõi của hệ điều hành Unix, đóng vai trò trung gian giữa phần mềm và phần cứng máy tính. Kernel có nhiệm vụ quản lý các tiến trình trong hệ thống như chạy, tạo mới, kết thúc và lên lịch cho các tiến trình trên máy tính. Kernel cũng quản lý bộ nhớ hệ thống, bao gồm quản lý việc cấp phát và thu hồi bộ nhớ cho các tiến trình và quản lý bộ nhớ ảo.

Các chức năng chính của Kernel là:

• Quản lý tài nguyên: Kernel quản lý và điều phối tài nguyên hệ thống như bộ nhớ, CPU, thiết bị nhập/xuất và mạng. Nhờ đó đảm bảo rằng các tiến trình và ứng dụng trong hệ thống có quyền truy cập và sử dụng tài nguyên một cách an toàn và hiệu quả.
• Quản lý tiến trình: Kernel tạo, kết thúc và lên lịch cho các tiến trình để thực hiện các công việc trên máy tính. Kernel cung cấp các chức năng quản lý tiến trình như tạo mới, kết thúc, đa nhiệm, quản lý trạng thái và quản lý quyền hạn của tiến trình.
• Giao tiếp và quản lý thiết bị: Kernel cung cấp các trình điều khiển thiết bị (device drivers) để tương tác với các thiết bị phần cứng như ổ cứng, bàn phím, màn hình, card mạng và các thiết bị ngoại vi khác.
• Quản lý tệp: Kernel quản lý việc lưu trữ và truy cập dữ liệu trong file system của hệ điều hành. Phần lõi cung cấp các chức năng để tạo, xóa, di chuyển và truy cập các file và thư mục. Kernel cũng quản lý việc bảo vệ và kiểm soát quyền truy cập vào file và thư mục.
• Bảo mật: Kernel đảm bảo an ninh và bảo mật cho hệ thống. Lõi quản lý quyền hạn và kiểm soát quyền truy cập của các tiến trình và người dùng vào tài nguyên hệ thống. Các cơ chế bảo mật được triển khai có thể bao gồm kiểm soát truy cập, xác thực và mã hóa.

Lớp 3: Shell (Tiện ích)

Shell của Unix là một chương trình giao diện dòng lệnh (command-line interface) hoặc môi trường dòng lệnh (command-line environment), cho phép người dùng tương tác với hệ điều hành bằng cách nhập các lệnh bằng văn bản và nhận kết quả tương ứng. Shell là một phần của hệ điều hành Unix và tương tác trực tiếp với kernel và các thành phần hệ thống.

Khi bạn mở một cửa sổ terminal và bắt đầu gõ các lệnh như “ls” (liệt kê các tệp tin), “cd” (thay đổi thư mục), “mkdir” (tạo thư mục), bạn thực hiện các lệnh này thông qua shell. Shell nhận lệnh từ người dùng, phân tích chúng và gửi yêu cầu tương ứng đến kernel của hệ điều hành. Kernel sau đó thực hiện công việc cần thiết và trả về kết quả cho shell. Shell sau đó hiển thị kết quả này cho người dùng.

Có một số loại shell trong hệ điều hành Unix, mỗi loại có một cú pháp và tính năng riêng:

• Bourne shell (sh): Đây là loại shell đầu tiên có sẵn trong Unix. Bourne shell có cú pháp đơn giản và hạn chế tính năng so với các loại shell khác.
• C shell (csh): Shell được thiết kế dựa trên cú pháp ngôn ngữ lập trình C. C shell hỗ trợ nhiều tính năng nâng cao hơn bash, như job control, programmable completion, v.v.
• Korn shell (ksh): Loại shell mở rộng của Bourne shell với nhiều tính năng mới như hỗ trợ cho kiểm soát luồng, hỗ trợ cú pháp mạnh mẽ và khả năng mở rộng biến.
• Bourne Again shell (bash): Một loại shell mở rộng của Bourne shell, là mặc định cho hầu hết các phiên bản Linux hiện đại. Nó cung cấp các tính năng tiện ích như lịch sử lệnh phong phú, hoàn thành tự động và môi trường lập trình shell mạnh mẽ.
• Z shell (zsh): Một loại shell mạnh mẽ và linh hoạt với nhiều tính năng tiên tiến như hoàn thành tự động nâng cao, tùy chỉnh giao diện người dùng và hỗ trợ kịch bản mạnh mẽ.

Lớp 4: Ứng dụng/Chương trình ứng dụng (Applications/Application Programs)

Tầng Ứng dụng trong Unix là tầng giao diện người dùng cuối cùng trong cấu trúc Unix. Lớp này bao gồm các chương trình và tiện ích mà người dùng trực tiếp tương tác, chẳng hạn như trình soạn thảo văn bản, trình duyệt web, trình phát nhạc, v.v. Tầng này cung cấp cho người dùng cuối một giao diện thân thiện và trực quan để tương tác với hệ thống Unix.

Ưu điểm của hệ điều hành Unix

Hệ điều hành Unix là một hệ điều hành phổ biến được sử dụng cho máy chủ, máy tính để bàn và thiết bị nhúng. Những ưu điểm của hệ điều hành Unix là gì, cùng điểm qua các ý sau nhé?

Khả năng tương thích cao

Vì được xây dựng trên nền tảng ngôn ngữ C, hệ điều hành UNIX có khả năng tương thích cao. Khả năng tương thích cao của Unix khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho các doanh nghiệp và tổ chức cần hệ điều hành ổn định và đáng tin cậy có thể chạy trên nhiều loại phần cứng và phần mềm khác nhau.

Sử dụng bộ nhớ hiệu quả hơn

Hệ điều hành UNIX sử dụng bộ nhớ hiệu quả hơn khi chạy các chương trình phức tạp nhờ vào khả năng quản lý bộ nhớ ảo của UNIX. Bộ nhớ ảo cho phép hệ điều hành mở rộng không gian bộ nhớ khả dụng vượt quá dung lượng RAM vật lý có sẵn. Chình vì vậy, UNIX trở thành một sự lựa chọn lý tưởng cho các máy chủ – nơi rất cần sử dụng tài nguyên hiệu quả.

Khi nhiều chương trình chạy, bộ nhớ ảo tự động mở rộng. Các phần ít sử dụng của chương trình được tạm thời lưu trữ trên ổ cứng và được đưa trở lại RAM khi cần thiết. Nhờ đó, nhiều chương trình có thể chạy đồng thời mà không vượt quá dung lượng RAM vật lý thực tế.

Độ bảo mật cao

Unix sử dụng mô hình bảo mật dựa trên quyền truy cập, trong đó mỗi người dùng và tiến trình được cấp một tập hợp các quyền cụ thể. Điều này giúp hạn chế khả năng truy cập và sửa đổi trái phép dữ liệu. Unix cũng hỗ trợ nhiều thuật toán mã hóa để bảo vệ dữ liệu khỏi việc bị truy cập trái phép. Từ đó, bảo vệ tính toàn vẹn của hệ thống và giữ an toàn cho dữ liệu.

Khả năng mở rộng

Unix được thiết kế với cấu trúc module và cấu trúc phân lớp, cho phép các phần mềm và tính năng mới được thêm vào hệ thống một cách dễ dàng mà không làm ảnh hưởng đến các thành phần hiện có. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng và mở rộng chức năng của hệ điều hành Unix. Do đó, hệ điều hành Unix được thiết kế để có thể đáp ứng nhu cầu của các hệ thống lớn và phức tạp.

Đa nhiệm

Hệ điều hành Unix là hệ điều hành đa nhiệm, có nghĩa là nó có thể chạy nhiều chương trình cùng một lúc. Unix sử dụng hệ thống quản lý quy trình mạnh mẽ cho phép nó tạo và quản lý nhiều quy trình đồng thời. Mỗi quy trình được cấp một không gian địa chỉ riêng và chạy độc lập với các quy trình khác. Khả năng đa nhiệm của Unix làm cho nó trở thành hệ điều hành mạnh mẽ và linh hoạt có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Đa người dùng

Trên thực tế, đây là một trong những tính năng chính của hệ điều hành này. Unix được thiết kế để cho phép nhiều người dùng truy cập và sử dụng cùng một hệ thống cùng một lúc. Mỗi người dùng có tài khoản và mật khẩu riêng và họ có thể truy cập các tệp và quy trình của riêng mình. Nhiều người dùng có thể chia sẻ cùng một hệ thống, tận dụng tối đa tài nguyên phần cứng.

Nhược điểm hệ điều hành Unix là gì?

Mặc dù hệ điều hành UNIX có nhiều ưu điểm, nhưng nó cũng có một số nhược điểm bao gồm:

Khó học

Những người mới sử dụng Unix có thể gặp khó khăn. Hầu hết công việc trên Unix được thực hiện bằng cách sử dụng các lệnh trong giao diện dòng lệnh, do đó người mới phải nhớ các lệnh khác nhau. Unix phù hợp hơn với các lập trình viên và không phải sự lựa chọn tốt nhất cho người mới. Ngay cả những người có kinh nghiệm cũng gặp khó khăn khi sử dụng Unix vì một số lệnh rất khó hiểu.

Số lượng thiết bị tương thích hạn chế

Một trong những nhược điểm của Unix là có ít dòng máy tính xách tay hơn hỗ trợ nó so với Windows hoặc macOS. Điều này là do hệ điều hành Unix có thị phần nhỏ hơn nhiều so với các hệ điều hành khác, vì vậy các nhà sản xuất máy tính xách tay ít có động lực để phát triển những dòng máy tính xách tay dành riêng cho Unix.

Khó cài đặt

Unix là hệ điều hành mạnh mẽ và linh hoạt, nhưng nó cũng có thể khó cài đặt hơn so với các hệ điều hành khác. Quá trình cài đặt Unix thường sử dụng giao diện dòng lệnh (CLI) thay vì giao diện đồ họa người dùng (GUI) như Windows hay macOS. CLI đòi hỏi người dùng phải ghi nhớ các lệnh và cú pháp để thực hiện các tác vụ cài đặt. So với Windows hay macOS, tài liệu hướng dẫn cài đặt Unix cũng khá hạn chế.

Ít phần mềm hỗ trợ

Unix có thị phần nhỏ hơn so với Windows và macOS, dẫn đến việc ít nhà phát triển phần mềm ưu tiên phát triển cho hệ điều hành này. Một lý do khác là vì các phiên bản Unix khác nhau có thể có cấu hình và thư viện khác nhau, dẫn đến khó khăn trong việc phát triển phần mềm tương thích với tất cả các phiên bản.

Tổng kết

Bài viết trên đã giúp bạn hiểu được Unix là gì và những kiến thức liên quan đến hệ điều hành này. Với Unix, người dùng có thể xây dựng và triển khai các ứng dụng phức tạp. Hy vọng VuiLaShare.Com đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích, dựa theo nhu cầu của mình hãy lựa chọn hệ điều hành phù hợp nhé!