Le système d*exploitation

Le système d’exploitation
Système d’exploitation
Operating system (OS)
Il représente l’ensemble des programmes qui permettent
l’exploitation de l’ordinateur.
• Gestion physique : mémoire, disque dur, entrées/sorties,
processeur…
• Gestion de l’interface avec l’utilisateur : fait en sorte que
l’utilisateur gère une machine moins compliquée que la machine
réelle.
• Gestion des communications distantes : l’OS peut comporter un
jeu de protocoles permettant la communication en réseau.
Structure en couches
Rappel sur le BIOS
Le BIOS :
• Détecte les périphériques de base (DD, CD, DVD)
• Teste la mémoire
• Gère de façon basique le matériel (pas ou peu d’interface)
• BOOTE sur le système d’exploitation (une fois installé !)
Structure en couches : l’OS
L’OS vient par-dessus le BIOS apporter une certaine
facilité de gestion du matériel
Il effectue les tâches de « bas niveau » à la place de l’utilisateur (communication
avec l’imprimante, gestion de la sauvegarde sur le disque dur, partage de la
mémoire …).
La gestion du matériel est donc spécifique à l’OS (ex : l’imprimante ou la carte
graphique ne sont pas gérées de la même façon sous Linus ou sous Windows :
drivers).
Structure en couches : les applications
Elles s’appuient sur l’OS pour faciliter l’exécution de
tâches complexes
Une application est écrite spécifiquement pour un OS et ne fonctionne pas sur un
autre OS (ex : Excel, Word, Internet Explorer …).
Elle peut être portée sur un autre OS mais cela demande beaucoup de travail !
Les développeurs vont créer des applications pour l’OS le plus populaire (ex : Microsoft)
Applications
Structure en couches : les applications
Les applications dépendent de l’OS
Remarque : un émulateur est une application qui tourne sous un OS donné mais
qui fait croire que la machine tourne sous un autre OS (ex : CYGWIN est un
émulateur Unix sous Windows, WINE est un émulateur Windows sous LINUX,
VirtualPC, VMWare …)
Les composants de l’OS
Les systèmes d’exploitation (OS) comportent plusieurs
composants qui permettent de les différencier
Le noyau
Il gère :
•
L’interface avec le BIOS et le matériel
•
Les périphériques (drivers)
•
La mémoire
•
Le système de fichiers
•
Les processus (programmes tournant en mémoire)
Le partage des ressources
•
Gestion des utilisateurs, accès au disque dur, parcours du réseau …
L’interpréteur de commande et l’environnement graphique
L’interpréteur de commandes
Interface rudimentaire de commande du système :
Le shell
Le shell attend les commandes de l’utilisateur (langage à connaître !) et les
interprète en temps réel en les traduisant en opérations élémentaires.
Sous Windows : DOS (Disk Opérating System)
Ex : lister le contenu d’un répertoire => commande : dir
Sous Linux : bash ou c-shell ou ksh ou …
Ex : lister le contenu d’un répertoire => commande : ls
L’interface graphique
C’est un système de fenêtres et de menus créé pour
faciliter l’utilisation de l’ordinateur
GUI : Graphical User Interface
Il est composé « d’objets » (ex: boutons, liens hypertextes, icônes …) que l’on peut
actionner par « clic de souris ». Ces « objets » déclenchent des actions
(programme, procédure …). Il est plus facile d’utilisation que l’interpréteur de
commande !
Les pilotes (ou drivers)
Il permettent de relier le matériel avec le système
d’exploitation (paramétrage, échange de données, état du
périphérique …)
Les drivers sont absolument nécessaires pour faire fonctionner le matériel avec le
système d’exploitation (OS). Ils sont spécifiques à l’OS et au matériel.
Généralement, l’OS possède un grand nombre de drivers (ou alors il est capable d’aller
les chercher sur internet). Dans le cas contraire, il faut lui fournir les drivers
spécialement élaborés pour lui.
Un driver développé pour XP ne fonctionnera pas sous VISTA, pas plus sous 7 et
encore moins sous LINUX (ex : UBUNTU) ou Mac OS !
Ce problème fait la force de MICROSOFT pour qui les fabricants de matériel
développent des drivers spécifiques. Il est souvent plus difficile de trouver les
drivers pour LINUX. Pour APPLE, le problème est plus simple car il n’est pas possible
de changer de matériel (donc pas besoin de nouveaux drivers)!
Les processus
Un processus est une partie de programme qui s’exécute
en mémoire.
Un même programme peut être à l’origine du lancement de plusieurs processus.
Un gestionnaire de processus se charge de répartir le temps processeur entre les
différents processus.
La rapidité de commutation entre les différents processus peut donner l’illusion
qu’ils s’exécutent en même temps !
Un système est dit multitâches s’il peut gérer l’exécution de plusieurs processus en même temps (ex :
Linux, Windows, MacOS)
Structure d’un disque dur
•
•
•
•
•
•
Les données sont organisées en cercles concentriques appelés PISTES : (A)
Les pistes sont séparées en quartiers (entre deux rayons) que l’on appelle SECTEURS : (B)
Ces secteurs (512 octets par secteur) contiennent les données.
L’adressage d’un secteur est une référence au cylindre (si plusieurs plateaux), à la piste et enfin au
NUMERO DE SECTEUR : (C)
Un CLUSTER est un ensemble de secteurs contigus (taille mini d’un fichier) : (D)
Un fichier de données sera stocké dans une suite de clusters (pas forcement contigus =>
fragmentation)
Formatage physique et logique
Le formatage PHYSIQUE (bas niveau) consiste à organiser la surface de chaque
plateau en piste et secteurs, en polarisant les zones du disque (0 ou 1) grâce aux
têtes d’écriture. Ce formatage ne dépend pas de l’OS.
Une fois le formatage physique réalisé, on doit lui superposer un formatage
LOGIQUE (haut niveau) qui dépend de l’OS installé pour former un système de
fichiers.
Pour l’utilisateur, le système de fichiers est vu comme une
arborescence. Les fichiers sont regroupés dans des répertoires.
Ces répertoires contiennent soit des fichiers, soit d’autres
répertoires (sous-répertoires).
Le système de fichiers : les partitions
Le disque dur peut être divisé en plusieurs PARTITIONS.
Une partition est une partie d’un disque dur destinée à accueillir un système de
fichiers qui permettra ensuite de stocker les données (fichiers de données).
On nomme « partition d'amorçage » (ou « partition primaire ») celle qui prend le
contrôle au démarrage, qu'elle contienne ou non le système d'exploitation.
Le système de fichiers : Windows
FAT 16 et 32 : File Allocation Table (adresses des clusters sur 16 ou 32 bits)
Le système de fichiers FAT est un tableau dont chaque case correspond à un
cluster. Pour un document sur le disque, le FAT indique (entre autres) la position
des différents clusters utilisés.
Caractéristiques principales :
•
Taille maximale d’un fichier : 4 Go
•
Nb maxi de fichiers par partition : 65524 (FAT16) et 268.000.000 (FAT 32)
•
Taille maximale d’une partition : 2 Go (FAT 16) et 2 To (FAT 32)
•
Pas d’indication sur le propriétaire du fichier, ni la date du dernier accès en lecture …
NTFS : NT File System (conçu pour Windows NT)
Plus performant que le FAT !
Caractéristiques principales :
•
Taille maximale d’un fichier : 16 Go
•
Nb maxi de fichiers par partition : 4.294.967.295
•
Taille maximale d’une partition : 16.000 To
•
Attribution de droits, chiffrage et compression des fichiers …
Arborescence Windows
Il existe une arborescence par unité de disque physique ou logique (partition)
L’arborescence commence par : \ (anti-slash)
Pour chaque disque dur ou partition, on ajoute une lettre et on recommence une
arborescence.
Le système de fichiers : Linux
Les INODES :
Structure créée au même moment qu’un fichier (ou un répertoire) afin de
contenir ses informations fondamentales. Tous les inodes sont conservés dans
une table et sont identifiés par un numéro d’index.
Arborescence Linux
Sous Linux, les différentes partitions et tous les disques durs sont regroupés
sous une unique arborescence. L’arborescence commence par : / (slash)
On ajoute les disques durs ou partitions à l’arborescence.
Les permissions sur un fichier
(exemple Linux)