Máy tính trong những năm 1940 tới đầu những năm 50 chỉ có thể chạy một chương trình tai một thời điểm. Một lập trình viên sẽ viết một chương trình trên thẻ đục lỗ, sau đó họ sẽ đưa nó tới căn phòng chứa một chiếc máy tính có kích thường bằng cả một văn phòng và giao nó cho một người điều hành chiếc máy tính chuyên nghiệp, người này sau đó sẽ đưa chương trình vào máy tính khi nó đã hoàn tất công việc đang làm hiện tạ. Máy tính sẽ chạy nó, xuất kết quả ở đầu ra và dừng lại. Quá trình thủ công này hoạt động tốt khi máy tính chạy chậm và việc chạy một chương trình thường mất hàng giờ, hàng ngày hoặc thậm trí hàng tuần.
Chiếc máy tính đầu tiên mang tên ENIAC.
Không lâu sau đó với việc xử lý công việc nhiều hơn, việc xử lý thủ công khiến mất nhiều thời gian hơn so với thời gian máy tính chạy chương trình. Khi đó chúng ta cần một cách để máy tính tự vận hành, và Hệ điều hành ra đời.
Hệ điều hành (OS-Operating System) cũng chỉ là các chương trình. Tuy nhiên nó có các đặc quyền đặc biệt trên phần cứng cho phép hệ điều hành chạy và quản lý các chương trình khác. Hệ điều hành thường là chương trình đầu tiên khởi động khi máy tính được bật và tất cả các chương trình tiếp theo đều là do hệ điều hành khởi chạy. Hệ điều hành bắt đầu hoạt động vào những năm 1950- khi máy tính ngày càng phổ biến và mạnh mẽ hơn. Những hệ điều hành đầu tiên đã giảm thiểu việc tải các chương trình bằng tay một cách đáng kể. Thay vì chỉ được nạp một chương trình tại một thời điểm như trước, các máy tính có thể được nạp theo “lô” có nghĩa là sau khi chạy xong một chương trình thì nó sẽ gần như ngay lập tức bắt đầu chương trình tiếp theo không phải tốn thêm thời gian như trước nữa, điều này được gọi là “xử lý hàng loạt”.
Với sự tiến bộ về công nghệ, máy tính nhanh hơn và rẻ hơn, chúng xuất hiện khắp nơi trên thế giới, đặc biệt là trong các trường đại học và văn phòng chính phủ. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ đó là việc “phân mảnh” những chiếc máy tính-điều này có nghĩa là các lập trình viên sẽ phải viết lại các mã code của mình trên các bảng đục lỗ để có thể giao tiếp với những chiếc máy tính khác nhau cũng như tất cả các thiết bi kết nối với máy tính không goi là thết bị ngoại vi. Tại thời điểm đó, máy tính không phải cứ cắm vào là chạy như bây giờ, điều này thật sự ác mộng. Vì vậy để giúp các lập trình viên dễ thở hơn, hệ điều hành đã tham gia vào vai trò trung gian giữa các chương trình phần mềm và các thiết bị ngoại vi phần cứng.
Tới cuối những năm 50, máy tính làm việc quá nhanh so với các thiết bị ngoại vi như máy in hay đầu đọc thẻ đục lỗ. Tại đại học Manchester, các kỹ sư đã nghiên cứu và cho ra nguyên mẫu máy tính Atlas-một trong những chiếc siêu máy tính đầu tiên trên thế giới. Họ cho ra đời Atlas Supervisor-là chương trình quản lý tài nguyên chưa được xử lý của máy tính. Nó ưu việt hơn so với các chương trình cũ là cho phép chạy nhiều chương trình trên một CPU duy nhất thông qua một kỹ thuật “lập trình thông minh”- Chia sẻ thời gian sử dụng CPU của các thiết bị ngoại vi- Từ đó khái niệm “đa nhiệm” ra đời.
Vào những năm 1970, máy tínhh đủ nhanh và rẻ việc phổ cập máy tính được rộng rãi hơn. Các tổ chức, trường học có thể mua nó về cho nhân viên hay học sinh sử dụng. Nó không chỉ đủ nhanh để xử lý nhiều dữ liệu cùng một lúc mà còn cho phép nhiều người sử dụng đồng thời. Điều này được thực hiện thông qua một thiết bị đầu cuối như bàn phím và màn hình được kết nối với một máy tính lớn. Một chiếc máy tính có kích cỡ một chiếc tủ lạnh có thể kết nối với 50 thiết bị đầu cuối, cho phép tối đa 50 người sử dụng, giờ đây các hệ điều hành không những phải xử lý nhiều chương trình một lúc mà còn phải xử lý nhiều người dùng đồng thời. Để không ai có thể sử dụng ngốn hết tài nguyên của máy tính, hệ điều hành được phát triển để chia sẻ thời gian với việc chia sẻ thời gian, mỗi người dùng chỉ có thể sử dụng một phần nhỏ bộ xử lý , bộ nhớ máy tính… Bởi vì máy tính rất nhanh kể cả khi chỉ nhận được 1/5 tài nguyên của nó cũng đủ để các cá nhân hoàn thành nhiều nhiệm vụ. Một trong những hệ điều hành đầu tiên được phát triển như vậy có ảnh hưởng lớn nhất đó là Multics (Multiplexted Information anh Computing Service) có nghĩa là Dịch vụ điện toán và thông tin đa kênh. Được phát hành vào năm 1969. Multics là hệ điều hành chính đầu tiên được thiết kế để bảo mật ngay từ đầu, các như phát triển không muốn những người dùng ranh mãnh truy cập vào những dữ liệu không phải của họ. *Ví dụ: sinh viên sử dụng tài khoản của thầy để cố truy cập vào kết quả bài kiểm tra cuổi kỳ. Đây có thể coi là “tường lửa” sơ khai nhất của hệ điều hành.
Với các tính năng như vậy có nghĩa là Multics thực sự phức tạp vào thời đó, sử dụng 1Megabit bộ nhớ, con số này là rất nhiều vào thời đó, con số này có thể chiếm ngay một nửa bộ nhớ của máy tính chỉ để chạy hệ điều hành.
Một lập trình viên cho rằng bởi chính những tính năng như vậy mà Multics có vẻ như quá “cồng kềnh”. Điều này đã khiến ông và một nhà nghiên cứu khác bắt tay vào xây dựng một hệ điều hành mới, tinh gọn hơn gọi là UNIX. Họ muốn tách hệ điều hành ra làm hai phần, đầu tiên là chức năng cốt lõi của hệ điều hành là những thứ như: quản lý bộ nhớ, đa nhiệm và xử lý I/O. Phần thứ hai là một loạt các công cụ hữu ích đi kèm nhưng không phải một phần của hạt nhân như: chương trình, thư viện. Xây dựng một hạt nhân gọn nhẹ đồng nghĩa là phải loại bỏ một vài chức năng. Nhưng nó cũng có nghĩa là UNIX có thể chạy trên những phần cứng rẻ hơn và đa dạng hơn, khiến nó phổ biến…
Khi các nhà phát triển bắt đầu sử dụng UNIX để xây dựng và chạy các chương trình của riêng họ, số lượng các công cụ được đóng góp ngày càng tăng, ngay sau khi phát hành vào năm 1971, UNIX đã có được trình phiên dịch cho các ngôn ngữ lập trình khác nhau và thậm chí là một trình xử lý văn bản nhanh chóng khiến nó trở thành hệ điều hành phổ biến nhất trong những năm 1970 và 1980. Đồng thời vào những năm 1980 giá của một chiếc máy tính cơ bản rẻ tới mức mọi người có thể mua một chiếc, gọi là máy tính cá nhân, chúng đơn giản hơn nhiều so với các máy tính được tìm thấy trong các cơ quan, các trường đại học hay các tập đoàn. Vì vậy hệ điều hành của các máy tính này cũng phải đơn giản tương ứng.
Hệ điều hành MỚI DOS hay EMS DOSS chỉ nặng 160KB cho phép nó chứa đủ trên một chiếc đĩa- được phát hành đầu tiên vào năm 1981 nó trở thành hệ điều hành phổ biến nhất trong những chiếc máy tính cá nhân vào thời kỳ đầu mặc dù nó không có tính năng đa nhiệm và bảo vệ bộ nhớ, điều này có nghĩa là các chương trình có thể thường xuyên làm hỏng hệ thống, tuy khó chịu những đó là một sự đánh đổi để có thể chấp nhận được vì người dùng chỉ cần tắt và bật lại máy tính của họ. Ngay cả những phiên bản đầu tiên của hệ điều hành Windows (được phát hành đầu tiên vào những năm 1985) và thống trị thị tr suốt những năm 1990 cũng thiếu khả năng bảo vệ bộ nhớ mạnh mẽ, khi đó cái tên “màn hình xanh” chết chóc ra đời- đó là một dấu hiệu cho thấy một chương trình đã bị lỗi nghiêm trọng đến mức nó đã phá huỷ toàn bộ hệ điều hành, máy mắn điều này đã được cải thiện qua những bản Windows mới hơn.
Ngày nay, các máy tính chạy hệ điều hành hiện đại như MAC OS, Windows 10, Android, Linux… mặc dù máy tính của nó chỉ được sử dụng bởi một người duy nhất nhưng vẫn có tính năng đa nhiệm bộ nhớ ảo và bộ nhớ được bảo vệ. VÌ vậy các máy tính có thể chạy được nhiều chương trình cùng một lúc, chẳng hạn như vữa chạy trình gõ văn bản, vừa có thể nghe nhạc trên trình duyệt và đồng bộ hoá One Drive…
#NTT
