BÀI tập lớn môn hệ điều HÀNH đề tài tìm HIỂU về HAI hệ điều HÀNH MACOS và IOS

Người dùng có thể tương tác với hệ điều hành này thông qua nhiều động tác bằng tay trên màn hình cảm ứng của các thiết bị của Apple.. - Dựa trên macOS, hệ điều hành chạy trên dòng máy tí

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TẬP LỚNMÔN HỆ ĐIỀU HÀNH

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ HAI HỆ ĐIỀU HÀNH MACOS VÀ IOS

Giảng viên HD: ThS Đinh Xuân Trường Nhóm môn học: 01

Nhóm bài tập : 12 Các thành viên nhóm thực hiện:

1 Nguyễn Đình Khả B20DCCN363

2 Bùi Mạnh Hùng B20DCCN292

3 Nguyễn Hải Phong B20DCCN495

Hà Nội 2022

MỤC LỤC

PHẦN 1: GIỚI THIỆU: ……… 2

1.1 Giới thiệu khái quát về hệ thống: Sự ra đời của hệ thống: ……… 2

1.1.1 Hệ điều hành iOS và lịch sử hình thành ………2

1.1.2 Hệ điều hành macOS và lịch sử hình thành ……… 3

1.2 Mục đích của hệ thống ……….5

1.2.1 Hệ điều hành iOS………5

1.2.2 Hệ điều hành macOS ……….6

1.3 Thống kê về số lượng người sử dụng: ……….6

1.3.1 Lượng người dùng và thị phần của iOS ……….6

1.3 Lượng người dùng và thị phần của macOS ……….…….7

PHẦN 2: NỘI DUNG CHI TIÉT: ……….… 9

2.1 Quản lý file như thế nào? ……….…9

2.1.1 Quản lý file trong iOS ……….… 11

2.1.2 Quản lý file trong macOS ……… 14

2.2 Quản lý bộ nhớ chính (Trong): ………14

2.2.1 Bộ nhớ chính của iOS……….…14

2.2.2 Bộ nhớ chính của macOS ……… 17

2.3 Quản lý tiến trình: ……… 19

2.3.1 Tiến trình trong iOS ……… 19

2.3.2 Tiến trình trong macOS ……… … 21

2.4, So sánh (nêu lên các đặc điểm khác biệt của hệ thống) ……… 23

PHẦN 3: KẾT LUẬN: ……… 24

Hệ điều hành IOS là gì?

- iOS là hệ điều hành trên thiết bị di động của Apple Ban đầu hệ điều hành này chỉ được phát triển để chạy trên iPhone, nhưng sau đó nó đã được mở rộng để chạy trên các thiết bị của Apple như iPod touch, iPad và Apple TV

- Giao diện người dùng của iOS dựa trên cơ sở thao tác bằng tay Người dùng

có thể tương tác với hệ điều hành này thông qua nhiều động tác bằng tay trên màn hình cảm ứng của các thiết bị của Apple

Lịch sử hệ điều hành iOS

- Hệ điều hành này được tiết lộ tại Hội nghị và Triển lãm Macworld diễn ra vào tháng 1 năm 2007 và được phát hành vào tháng 9 năm đó Khi đó, hệ điềuhành này chưa có một cái tên riêng chỉ đơn giản là “iPhone chạy OS X”

Hình 1.1.1 Stev Jobs tại Triển lãm Macworld diễn ra vào tháng 1 năm 2007

- Ngày 6 tháng 3 năm 2008, Apple đã phát hành bản dùng thử đầu tiên, cùng với một cái tên đầu tiên cho iOS, đó là "iPhone OS"

Hình 1.1.2 Các phiên bản iOS từ 2007 - 2022

1.1.2 Hệ điều hành macOS

Hệ điều hành macOS

- macOS (trước đây là OS X và ban đầu là mac OS X ) là một hệ điều

hành Unix [9] được Apple Inc phát triển và tiếp thị từ năm 2001 Đây là hệ điều hành chính cho Máy tính Mac của Apple Trong thị trường máy tính để bàn và máy tính xách tay, nó là hệ điều hành máy tính để bàn được sử dụng rộng rãi thứ hai , sau Microsoft Windows và trước ChromeOS

- macOS đã kế tục mac OS cổ điển , một hệ điều hành Mac với chín bản phát hành từ năm 1984 đến năm 1999 Trong thời gian này, người đồng sáng lập Apple Steve Jobs đã rời Apple và thành lập một công ty khác, NeXT , phát triển nền tảng NeXTSTEP mà sau này được Apple mua lại để hình thành nềntảng của macOS

- Phiên bản dành cho máy tính để bàn đầu tiên, Mac OS X 10.0 , được phát hành vào tháng 3 năm 2001, với bản cập nhật đầu tiên, 10.1, đến vào cuối năm đó Tất cả các bản phát hành từ mac OS X 10.5 Leopard [10] trở về sau đều được chứng nhận UNIX 03 , [11] ngoại trừ OS X 10.7 Lion [12] Hệ điều hành di động của Apple, iOS , được coi là một biến thể của macOS [

Lịch sử hình thành

Hình 1.1.3 Logo của Mac OS X / OS X / macOS , từ Cheetah 10.0 / Puma

10.1 đến Ventura 13.

Dòng thời gian của các phiên bản:

Hình 1.1.4 Dòng thời gian của hệ điều hành macOS.

1.2 Mục đích của hệ thống

1.2.1 Hệ điều hành iOS

- Apple (AAPL) iOS là hệ điều hành dành cho iPhone, iPad và các thiết bị di động khác của Apple

- Dựa trên macOS, hệ điều hành chạy trên dòng máy tính để bàn và máy tính xách tay Mac của Apple, Apple iOS được thiết kế để kết nối dễ dàng, liền mạch giữa các sản phẩm của Apple.

- Trước khi nó tồn tại, phần mềm điện thoại di động rất cồng kềnh, phức tạp

và hình ảnh không hấp dẫn Nhưng sau khi ra mắt, khái niệm về điện thoại di động đã được định nghĩa lại hoàn toàn Với hệ điều hành dựa trên cảm ứng được ưu tiên hơn các nút vật lí

- Hệ điều hành này có một lưới đơn giản gồm các biểu tượng đầy màu sắc giúp thiết bị có cảm giác dễ tiếp cận và dễ sử dụng Chỉ cần nhấn vào ứng dụng bạn muốn mở và nhấn nút vật lý để quay lại trang chủ

- Nhìn lại thì có vẻ là một khái niệm hiển nhiên, nhưng những chiếc điện thoại thông minh trước đây như Blackberry nổi tiếng là CỒNG KỀNH KHI

SỬ DỤNG

- Cuối cùng, ảnh hưởng của iOS trên vô số ngành công nghiệp Từ máy tính bảng, đến đồng hồ, ô tô và thậm chí cả tủ lạnh

1.2.2 Hệ điều hành macOS

- macOS X có thiết kế mô-đun nhằm giúp việc bổ sung các tính năng mới vào

hệ điều hành trong tương lai dễ dàng hơn

- Nó chạy các ứng dụng UNIX cũng như các ứng dụng Mac cũ hơn

- Qua nhiều phiên bản mới, Mac OS X liên tục bổ sung nhiều tiện ích cho người dùng Mang đến các giao diện đẹp mắt cũng những chức năng thông minh có thể kể đến là sao lưu tự động, điện toán đám mây iClody, kết nối mở rộng giữa các thiết bị Apple

- macOS đi kèm với dòng máy tính iMac và Power Macintosh của Apple Computer

1.3 Thống kê về số lượng người sử dụng

1.3.1 Hệ điều hành iOS

PHẦN 2: NỘI DUNG CHI TIẾT

2.1 Quản lý file như thế nào?

- Tất cả các dữ liệu trên máy vi tính của bạn bao gồm hệ điều hành, chương trình ứng dụng, và thông tin do bạn tạo ra đều tồn tại dưới dạng tập tin - File Các tập tin được sắp xếp trong một hoặc nhiều thư mục

- Thư mục - Folder là một dạng tập tin đặc biệt có công dụng như là một ngănchứa, được dùng trong việc quản lý và sắp xếp các tập tin Bất kể bạn sử dụng

hệ điều hành nào, máy vi tính của bạn sử dụng các thư mục để sắp xếp tất cả các tập tin và ứng dụng khác nhau mà nó có

Khái niệm về quản lý file?

- Trình quản lý tập tin cho phép người dùng tạo, đổi tên, di chuyển, in, sao chép, tìm kiếm và xóa các tệp tin và thư mục, cũng như thiết lập các quyền hạn (thuộc tính) như lưu trữ, chỉ đọc, ẩn hoặc hệ thống và liên kết tệp Loại với các chương trình Người dùng cũng được cấp sẵn các công cụ để đổi tên

và định dạng đĩa, quản lý các thư mục để chia sẻ tập tin và để kết nối đến một

II GS Nó đã được viết lại hoàn toàn với việc phát hành Mac OS X vào năm

2001

- Theo truyền thống thì nó có từ thời Mac OS Cổ điển của những năm 1980

và 1990, biểu tượng Finder là màn hình cười của máy tính, được gọi là logo Happy Mac

-Tính năng của Finder

 Finder sử dụng chế độ xem hệ thống tệp được hiển thị bằng cách sử dụng phép ẩn dụ trên máy tính để bàn

 Nghĩa là, các tệp và thư mục được biểu diễn dưới dạng các biểu tượng thích hợp Nó sử dụng giao diện tương tự như trình duyệt Safari của Apple, nơi người dùng có thể nhấp vào một thư mục để di chuyển đến

nó và di chuyển giữa các vị trí bằng cách sử dụng các nút mũi tên

"quay lại" và "chuyển tiếp"

 Giống như Safari, Finder sử dụng các tab để cho phép người dùng xem nhiều thư mục; các tab này có thể được kéo ra khỏi cửa sổ để biến chúng thành các cửa sổ riêng biệt

Hình 2.1.1 Finder sử dụng tab để cho người dùng xem nhiều thư mục

 Trong Finder cổ điển, việc mở một thư mục mới sẽ mở ra vị trí trong một cửa sổ mới: Các cửa sổ của Finder bị 'khóa' để chúng chỉ hiển thị nội dung của một thư mục Nó cũng cho phép tùy chỉnh rộng rãi, người dùng có thể cung cấp cho các thư mục các biểu tượng tùy chỉnh phù hợp với nội dung của họ

 Finder hiện đại sử dụng API đồ họa macOS để hiển thị bản xem trước của một loạt tệp, chẳng hạn như hình ảnh, ứng dụng và tệp PDF Tính năng Quick Look cho phép người dùng nhanh chóng kiểm tra tài liệu

và hình ảnh chi tiết hơn từ công cụ tìm kiếm bằng cách nhấn phím cách

mà không cần mở chúng trong một ứng dụng riêng biệt Người dùng cóthể chọn cách xem tệp, với các tùy chọn như biểu tượng lớn hiển thị bản xem trước của tệp, danh sách với các chi tiết như ngày tạo hoặc sửađổi lần cuối,

2.1.2 Về iOS

- iOS sử dụng ứng dụng Files để quản lý tập tin.

Hình 2.1.2 iOS dùng ứng dụng Files để quản lý tập tin

Files là gì?

- Files là một ứng dụng quản lý tệp do Apple Inc phát triển dành cho các thiết

bị chạy iOS 11 trở lên của iOS và các thiết bị chạy iPadOS

- Được phát hiện như một tiêu đề giữ chỗ trong App Store ngay trước Hội nghị các nhà phát triển toàn cầu năm 2017 của công ty, ứng dụng đã chính thức được công bố tại hội nghị ngay sau đó

- Tệp cho phép người dùng duyệt các tệp cục bộ được lưu trữ trong ứng dụng,cũng như các tệp được lưu trữ trên các dịch vụ lưu trữ đám mây bao gồm iCloud, Box, Dropbox, Google Drive, OneDrive, v.v

Hình 2.1.5 chức năng kéo, thả tệp giữa các ứng dụng giới hạn trong từng ứng dụng tương

ứng.

- Thanh tìm kiếm liên tục ở trên cùng cho phép tìm kiếm các tệp bên trong các thư mục con, mặc dù nó không tìm kiếm trong các ứng dụng khác

Hình 2.1.6 Thanh tìm kiếm liên tục ở trên cùng.

- Chế độ xem danh sách cho phép phân loại tùy chọn theo kích thước hoặc ngày tháng

- Khi nhấn và giữ một tệp, ứng dụng cung cấp một số tùy chọn, bao gồm "Saochép", "Đổi tên", "Di chuyển", "Chia sẻ", "Thẻ", "Thông tin" và "Xóa" Các tệp được lưu trữ trên các dịch vụ của bên thứ ba có thể được sao chép vào thiết bị để truy cập ngoại tuyến

Hình 2.1.7 Ứng dụng cung cấp một số tùy chọn khi nhấn và giữ tệp.

2.2 Quản lý bộ nhớ chính

2.2.1 MacOS:

a Phân vùng nhớ

- Khi Hệ điều hành khởi động, nó chia RAM khả dụng thành hai phần lớn Nó

dự trữ cho chính nó một vùng hoặc phân vùng bộ nhớ được gọi là phân vùng

hệ thống Phân vùng hệ thống luôn bắt đầu ở byte bộ nhớ có địa chỉ thấp nhất(địa chỉ bộ nhớ 0) và mở rộng lên trên Phân vùng hệ thống chứa một đống hệthống và một tập hợp các biến toàn cục, được mô tả trong hai phần tiếp theo

- Tất cả bộ nhớ bên ngoài phân vùng hệ thống đều có sẵn để cấp phát cho các ứng dụng hoặc các thành phần phần mềm khác Người dùng có thể mở nhiều ứng dụng cùng một lúc Khi một ứng dụng được khởi chạy, Hệ điều hành sẽ gán cho nó một phần bộ nhớ được gọi là phân vùng ứng dụng của nó Nói chung, một ứng dụng chỉ sử dụng bộ nhớ có trong phân vùng ứng dụng của chính nó

Hình 2.2.1 Minh họa cách tổ chức bộ nhớ khi một số ứng dụng được mở cùng một lúc

- Khi ứng dụng của bạn được khởi chạy, Hệ điều hành sẽ phân bổ cho nó một phân vùng bộ nhớ được gọi là phân vùng ứng dụng của nó Phân vùng đó chứa các phân đoạn bắt buộc của mã của ứng dụng cũng như dữ liệu khác được liên kết với ứng dụng

Hình 2.2.2 Minh họa cách tổ chức chung của một phân vùng ứng dụng

b MultiFinder

- Mỗi ứng dụng được cấp phát heap riêng từ RAM có sẵn Lượng RAM thực

tế được phân bổ cho mỗi heap được đặt bởi một giá trị được mã hóa trong mỗiứng dụng, do lập trình viên đặt Luôn luôn có giá trị này không đủ cho các loại công việc cụ thể, vì vậy cài đặt giá trị phải được hiển thị cho người dùng

để cho phép họ điều chỉnh kích thước đống cho phù hợp với yêu cầu của riêng

họ Ngoài việc khiến người dùng phải tiếp xúc với các kỹ thuật bí truyền, nó còn không hiệu quả, vì một ứng dụng sẽ lấy (một cách không chủ ý) tất cả RAM đã phân bổ của nó, ngay cả khi nó không sử dụng phần lớn sau đó Một ứng dụng khác có thể bị thiếu bộ nhớ nhưng không thể sử dụng bộ nhớ trống

do ứng dụng khác "sở hữu"

- MultiFinder đã trở thành Finder sau này, bộ nhớ tạm thời là một nơi ứng dụng có thể "mượn" RAM trống nằm ngoài đống của nó trong thời gian ngắn,nhưng điều này không được các lập trình viên ưa chuộng nên phần lớn không giải quyết được vấn đề

Hình 2.2.3 Finder trên Macbook

2.2.2 iOS

Cơ chế quản lý bộ nhớ trong iOS

a ARC

- ARC được viết tắt bởi Automatic Reference Counting: Cơ chế tự động đếm

số lượng tham chiếu ARC để theo dõi và quản lý bộ nhớ app được sử dụng

Nó tự động giải phóng bộ nhớ không dùng đến nữa Reference counting chỉ

áp dụng cho instances of class Struct và enum là value type nên sẽ không được lưu trữ và passed by reference

*Cách thức hoạt động của ARC

- Mỗi lần mà bạn tạo 1 instance mới của một class, ARC cấp phát một vùng nhớ để lưu trữ thông tin về cái instance đó Vùng nhớ đó nó sẽ giữ thông tin

về loại của instance cùng với bất kì những biến lưu trữ với instance đó Khi

mà instance đó không cần dùng đến nữa, ARC sẽ tự động giải phóng bộ nhớ được sử dụng bởi instance đó vì thế vùng nhớ được giải phóng có thể cho những mục đích khác Điều này đảm bảo rằng class instance không chiếm dụng vùng nhớ khi nó không làm cần dùng đến nữa Tuy nhiên nếu ARC đã deallocated một instance mà nó vẫn được sử dụng, nó sẽ không còn có thể truy cập vào instance của properties hoặc instance của methods Vì vậy nếu tiếp tục cố gắng truy cập vào chúng thì app sẽ bị crash Tuy nhiên ,1 instance không tự dưng biến mất đột ngột trong khi nó đang được sử dụng thì có biện pháp để khắc phục là ARC sẽ theo dõi có bao nhiêu thuộc tính, hằng số, biến

số hiện tại đang referring tới class instance đó ARC sẽ không giải phóng một

instance ngay khi vẫn còn 1 strong reference Đến đây sẽ có 1 định nghĩa mới

là strong reference Như vậy strong reference là gì?

* Strong reference là gì?

- Đó chính là hiện tượng khi 2 class có reference tới nhau và khi giải phóng class instance thì một trong 2 instance vẫn còn tồn tại Cách giải quyết đó là xác định mối quan hệ giữa các class là weak hay unowned Còn nếu không giải phóng thì sẽ xảy ra hiện tượng rò rỉ bộ nhớ

số phương pháp để thực hiện điều này:

- Alloc: khởi tạo 1 đối tượng và yêu cầu quyền sở hữu đối tượng đó

- Retain: Tăng retain count của đối tượng lên 1, gửi giữ 1 phương pháp đến 1 đối tượng đã tồn tại

- Copy: Copy một đối tượng ra một một vùng mới và giữ một quyền sở hữu đến nó

- Release: Giảm retainCount đối tượng đi 1

- Autorelease: Giảm đối tượng đi 1 nhưng không lập tức

Hình 2.2.4 Các phương pháp thực hiện

2.3 Quản lý tiến trình.

2.3.1 Hệ điều hành macOS

Mỗi một chương trình là một tệp thực thi và một tiến trình (TT – procces) làmmột khoảnh khắc của chương trình được thực hiện theo trục thời gian TT baogồm:

- Mã trình thực thi

- Dữ liệu(data)của TT

- Program (user) stack

- CPU program counter

- Kernel stack

- CPU registers

- Thông tin khác cần thiết để chạy trình

Các dữ liệu này tạo ra bối cảnh của TT, mỗi TT có bối cảnh riêng biệt Có rất nhiều tiến trình (TT) được thực hiện đồng thời trên MacOS (đặc tính này còn gọi là đa trình - multiprogramming hay đa nhiệm - multitasking) theo nguyên

lí phân chia thời gian, mà tổng số các TT về logic là không có giới hạn Các

TT có thể tạo ra các TT mới, kết thúc các TT, đồng bộ các giai đoạn thực hiện

TT, kiểm soát phản ứng với các sự kiện khác nhau

Hình 2.3.1 Ví dụ chạy 4 chương trình A, B, C, D trên cùng một CPU

Người dùng có thể viết các chương trình thực hiện các thao tác rất tinh tế mà bản thân kernel không cần có nhiều chức năng hơn là cần thiết Có thể đề cập tới một số các chức năng, chẳng hạn các trình thông dịch, bộ soạn thảo thuộc lớp các chương trình cấp người dùng và quan trọng hàng đầu là shell, là trình

thông dịch mà người dùng sử dụng ngay sau khi login vào hệ thống: shell thông dịch các từ trong dòng lệnh thành tên lệnh máy, phát sinh TT con và TTcon thực hiện lệnh đưa vào, xử lí các từ còn lại trong dòng lệnh như các thông

số của lệnh Shell thực hiện ba kiểu lệnh:

+ Lệnh là tệp có thể thực hiện được chứa mã máy phát sinh do bộ dịch tạo ra

từ mã nguồn (chương trình C chẳng hạn)

+ Lệnh là tệp chứa một xâu các dòng lệnh của shell

+ Là các lệnh bên trong của shell Các lệnh bên trong này làm cho shell trở thành một ngôn ngữ lập trình rất mạnh trong MacOS

Shell là chương trình thuộc lớp người dùng, không phải là phần của kernel, cho nên có thể dể dàng biến cải cho mỗi môi trường đặc thù Bản thân shell cũng có ba loại khác nhau thích hợp cho các nhu cầu sử dụng khác nhau và hệthống có thể chạy các shell đó đồng thời Sức mạnh của mỗi kiểu shell thể hiện ở khả năng lập trình của mỗi kiểu Mỗi TT được thực hiện trong MacOS

có một môi trường (execution environment) thực hiện, bao gồm cả thư mục hiện hành Thư mục hiện hành của TT là thư mục dùng để chỉ đường dẫn không bắt đầu bằng “/” Người dùng có thể thực hiện nhiều TT cùng một lúc,

và các TT lại có thể tạo ra các TT khác một cách động, và đồng bộ việc thực hiện các TT đó Đặc tính này tạo ra một môi trường thực hiện chương trình rấtmạnh trong MacOS

Kernel thực hiện vô số các thao tác cơ bản thay mặt cho các TT của nguời dùng để hỗ trợ cho giao diện người dung, bao gồm:

- Kiểm soát việc thực hiện các TT gồm có: cho phép TT tạo TT mới, kết thúc

TT, treo việc thực hiện và trao đổi thông điệp giữa các TT

- Lập thời gian biểu để các TT được thực hiện trên CPU Các TT chia sẻ CPUtheo phương thức phân chia thời gian, một TT sẽ bị treo sau khi thời gian phân bổ đã hết, kernel lấy TT khác đưa vào thực hiện Sau này kernel sẽ lại lựa chọn TT bị treo để đưa vào thực hiện trở lại

- Cấp phát bộ nhớ cho TT đang thực hiện, cho phép TT chia sẻ không gian địachỉ của TT dưới những điều kiện nhất định, bảo vệ miền địa chỉ riêng của TT đối với các TT khác Nếu hệ thống chạy trong hoàn cảnh thiếu bộ nhớ, kernel

sẽ giải phóng bộ nhớ bằng cách ghi lại các TT tạm thời vào bộ nhớ dự phòng (còn gọi là thiết bị swap) Nếu toàn bộ TT được ghi vào swap, thì hệ MacOS gọi là hệ tráo đổi (swapping system); Nếu kernel ghi các trang của bộ nhớ lên swap, thì hệ đó gọi là hệ lưu trang