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Systèmes d’exploitation
Chapitre 1 : Généralités
A : INTRO
- Un OS c’est :
 un ensemble de programmes qui se charge de tous les problèmes liés à l’exploitation de
la machine.
 Objectifs : - faciliter la tâche des utilisateurs, optimiser l’utilisation des composants de
la machine.
Point de vue externe :
 Il s’agit de :
- masquer à l’utilisateur les problèmes de gestion interne des ressources
- présenter une machine virtuelle plus simple à exploiter que la machine réelle
- offrir des services
But du noyau : isoler les applicatifs du matériel.
Point de vue interne :
 Il s’agit de :
- gérer au mieux les unités fonctionnelles (CPU, mémoire etc.) qui compensent la
machine
- offrir un ensemble d’opérations de bas niveau que les programmes applicatifs peuvent
invoquer
Unités fonctionnelles :
 Processeur : Traiter
 Mémoire centrale : Mémoriser
 E/S : Communiquer
Une instruction a plusieurs phases : Fetch, Decode, Execute, Store. Paradigme séquentiel ( on fait
les choses les unes après les autres ).

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Architecture de machine :
 L’architecture d’une machine c’est l’organisation de ses unités fonctionnelles
 On ne retient dans un premier temps qu’une architecture d’interconnexion classique dans laquelle
un processeur, une mémoire centrale et les dispositifs d’E/S sont reliés par un bus.
 L’OS doit donc optimiser l’utilisation des ressources et gérer les problèmes liés au
partage de ces ressources.
Vision d’un O.S. :
 Dépend du niveau d’observation
 Pour l’utilisateur il s’agit d’un ensemble de fonctionnalités offertes soit grâce à un
langage de commandes, soit à travers une interface graphique
 Pour le développeur l’OS n’est qu’un ensemble d’appels systèmes qui fournit des
services de bas niveau ( ex : API WIN 32 )
 Pour l’administrateur l’OS est un ensemble complexe de ressources à gérer et à
configurer ( espace disque, comptes utilisateurs, droits et protections, etc. )
B : Définitions :
Processus : suite d’instructions chargée totalement ou partiellement en mémoire centrale, et
constituant un ensemble logique en cours d’exécution ou susceptible de s’exécuter.
Notion dynamique : un processus naît lors du chargement d’un programme et meurt à l afin de
l’exécution du programme. Un processus est caractérisé par un état à un instant donné.
Programme : entité composée de séquences d’instructions agissant sur un ensemble de données.
C’est du code obtenu par compilation d’un fichier source suivie d’une phase d’édition des liens.
Notion essentiellement statique car c’est un fichier stocké sur disque.
Des processus distincts peuvent exécuter un même programme (programme réentrant).
Thread : un processus peut être parfois décomposé en unités d’activités distincts appelées thred et
qui :
 s’exécutent de façon parallèle ou concurrente
 partagent l’espace d’adresse du processus
Le processus représente donc pour ses threads une unité d’encapsulation des ressources utilisées.
Et le thread est un sous-ensemble d’exécution du processus sur cet ensemble de ressources.
 Thread : pour exploiter le parallèlisme
Tâche : nous conviendrons que la tâche représente la plus petite unité sémantique d’exécution au
niveau macroscopique. Donc suivant les systèmes :
 une tâche = un processus sur les systèmes multi-processeurs
 une tâche = un thread sur les systèmes multi-threads
Typologie des systèmes :
 Système en mono ( obsolète )
 Système multi-tâches :
o Plusieurs tâches résident en mémoire centrale
o L’OS doit alors gérer l’attribution et le partage des ressources entre les
différentes tâches.
 Pose les problèmes liés à la programmation concurrente
 Pose les problèmes de protection du code et des donnée
 Système multi-threads :
o Supporte l’exécution d’un processeur en unités indépendantes
o Implémente au niveau du noyau la gestion des threads
o L’ordonnancement se fait alors sur des threads et non plus des processus
o Possibilité d’ordonnancer les threads sur plusieurs processeurs dans une
architecture parallèle
o Ex : Win NT
 Système temps réel :
o Système dans lequel il existe des interactions entre le système et des
équipements (capteurs, actionneurs etc.)

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o Avec des contraintes de temps fortes d’origine matérielle entre l’occurrence
d’un évènement et la réponse appropriée du système à cet événement
Transactionnel et Temps Réel :
Un système temps réel est un système déterministe par opposition au système transactionnel de
l’informatique de gestion.
 dans un système temps réel le temps de fin d’exécution d’une tâche est contraint
 dans un système transactionnel le temps d’exécution d’une tâche dépend de l’activité
du système et du temps de réponse de l’utilisateur
 Ceci impacte les stratégies d’ordonnancement des tâches suivant la nature du système
Mode d’utilisation :
Mode différé :
 il s’agit d’un traitement par lots ( Batch Processing )
 un lot = ensemble de programmes préparés avec leur données
 les lots sont placés en file d’attente et exécutés séquentiellement
 on peut aussi exécuter dans ce mode des fichiers de commandes
Mode intéractif :
 dans ce mode toute action de l’utilisateur est traitée immédiatement par le système
 2 types :
o time sharing : les utilisateurs ont accès simultanément à l’ensemble des
ressources, le système gère l’allocation cyclique des ressources
o le transactionnel : principal mode en informatique de gestion : il s’agit
d’applications qui gèrent le dialogue homme-machine suivant une logique liée
aux fonctionnalités attendues.
C – Les Fonctions d’un OS
Le chargement
Le système comprend généralement :
 une partie toujours résidente en mémoire centrale et qui se nomme le noyau ( kernel )
 une partie dynamiquement à l’exécution de la fonction demandée
Le chargement à la mise sous-tension s’effectue grâce à un programme chargeur simplifié appelé
BOOTSTRAP.
Principe :
 le chargeur est automatiquement appelé au démarrage de la machine
 pour cela il doit être stocké à une adresse disque convenue ( MBR ).
 Permet de charger le noyau du système en mémoire centrale
 Possible de changer le de chargeur
La génération système
Il s’agit du paramètrage d’un certain nombre d’éléments gérés par le système comme :
 la taille de la zone de swap
 la taille de la pagination
 la taille des tampons utilisés pour les E/S ( entrées sorties )
 les noms symboliques de périphériques
 les protocoles d’échange
 etc.
Permet de configurer le système.
Gestion de l’Unité Centrale :
La gestion de l’U.C. par l’OS consiste à :
 planifier l’exécution des différentes tâches suivant une stratégie d’ordonnancement
 assurer un mécanisme de commutation entre les tâches
Gestion de la mémoire centrale :
Il s’agit essentiellement :
 d’allouer de l’espace mémoire aux tâches naissantes

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 de charger les tâches à des adresse valides
 d’assurer une non violation de l’espace mémoire alloué de chaque tâche
 et de libérer l’espace mémoire des tâches terminées
Gestion des E/S :
Pour l’OS, traiter les E/S c’est desservir les demandes de transfert d’informations en
 gérant des matériels divers ( CPU, interface d’E/S, contrôleur de périphériques, DMA,
périphériques )
 en s’appuyant sur la mise en œuvre d’instructions privilégiées exécutées en mode
noyau pour les opérations de bas niveau
Autres fonctions :
Gestion des fichiers
 l’organisation des supports ( logiques et physiques )
 les accès aux fichiers
 la protection et les droits d’accès aux fichiers
Gestion des utilisateurs
 utilisateurs et droits et comptes etc.
 dialogue homme-machine
Les utilitaires de service :
Outils d’administration :
 configuration
 exploitation
Outils d’aide à la production de programme
 mesure et surveillance
 droits et quotas
D – Comparatifs des OS
Les Windows : 9X, NT, 2000, XP, CE de Microsoft
MacOS d’Apple
La famille UNIX
 HP/UX ( HP )
 AIX ( IBM )
 SunOS / Solaris ( SUN )
Unix-like : Linux, FreeBSD
OS/390 et Z/OS pour les MainFrame d’IBM
Chapitre 2 : Les interruptions ( rappel )
A : Qu’est ce qu’une interruption ?
- Une interruption consiste à suspendre la tâche en cours d’exécution pour exécuter autre
chose
- On appelle système d’interruptions la composante système qui prend en charge les
réponses appropriées aux demandes d’interruptions
- On distingue deux familles d’interruptions
Les IT Externes
Une IT externe est une IT asynchrone provoquées par un évènement sans relation avec les
instructions de la tâche en cours d’exécution.
Il s’agit d’une interruption matérielle générée par un dispositif externe.
On distingue :
 défauts externes pour le traitement des erreurs matérielles
 l’horloge utilisée pour le temps partagé
 les E/S avec les périphériques