Les systèmes d`exploitation

Support système des accès utilisateurs STS SIO, 1ère année
Chapitre 4 : Les systèmes d'exploitation. 1
Support système des accès utilisateurs
S
I
1
BTS Services Informatiques
aux Organisations
1ère année
Chapitre 4 :
Les systèmes d'exploitation
Objectifs :
Comprendre le rôle, la composition d'un système d'exploitation.
Connaître les différentes variantes disponibles actuellement.
Plan de la séquence :
1. Le système d'exploitation.
1.1. Le noyau du système d'exploitation.
1.2. Les bibliothèques.
1.3. Les outils système.
1.4. L'interface utilisateur.
1.5. Les programmes applicatifs de base.
2. Historiques des systèmes d'exploitation.
2.1. Windows et ses prédécesseurs.
2.2. Le monde des Mac
2.3. Les systèmes libres Linux.
3. GNU Linux
3.1. Naissance des projets open-source…
3.2. L'open-source est mort, vive le libre !
3.3. Et Linux dans tout ça ?
Ressources :
Internet, Presse spécialisée.

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Les ordinateurs sont composés de plusieurs couches logicielles, ayant chacune ses spécifications et ses
objectifs.
La première couche est le système d'exploitation.
Il faut ensuite enrichir cet OS d'un certain nombre de logiciels, transparents à l'utilisateur, nommés
drivers ou pilotes.
Il faut enfin installer les applicatifs nécessaires à l'utilisateur.
1. Le système d'exploitation.
Le système d’exploitation (SE, en anglais Operating System ou OS) est un ensemble de programmes
responsables de la liaison entre les ressources matérielles d’un ordinateur et les applications informatiques
de l’utilisateur telles que traitement de texte, jeu vidéo, … . Il fournit aux programmes applicatifs des
points d’entrée génériques pour les périphériques.
Un système d’exploitation est typiquement composé :
 d’un noyau ;
 de bibliothèques ;
 d’un ensemble d’outils système ;
 d'une interface utilisateur ;
 de programmes applicatifs de base.
1.1. Le noyau du système d'exploitation.
Le noyau (ou cœur) assure les fonctionnalités suivantes :
 gestion des périphériques (au moyen de pilotes) ;
 gestion de l’exécution des programmes (aussi nommée processus) ;
 gestion de la mémoire attribuée à chaque processus ;
 ordonnancement des processus (répartition du temps d’exécution sur le ou les processeurs).
 synchronisation et communication entre processus (services de synchronisation, d’échange de
messages, mise en commun de segments de mémoire, etc.)
 gestion des fichiers (au moyen de systèmes de fichiers) ;
 gestion des protocoles réseau (TCP/IP, IPX, etc.).
Il s’agit de la couche primordiale, celle qui est lancée lors du démarrage de l’ordinateur que l’on appelle
couramment le boot. Grâce à celui-ci, les premiers services peuvent accéder aux applications système tels
que la gestion de la mémoire, l'accès aux disques durs et l'accès aux périphériques. Il gère donc les
ressources de l’ordinateur et permet aux différents composants matériels et logiciels de communiquer
entre eux.
Dans ces systèmes d’exploitation, la mémoire vive est divisée en deux parties indépendantes : le noyau et
l’espace utilisateur. Ce dernier est l’espace de la mémoire dédié aux applications, ce qui permet plus de
sécurité : les applications de l’espace utilisateur ne peuvent ni accidentellement ni intentionnellement
accéder à une zone mémoire ne leur appartenant pas.
Les noyaux ont comme fonction de base d’assurer le chargement et l’exécution des processus, de gérer les
entrées-sorties et proposer une interface entre l’espace noyau et les programmes de l’espace utilisateur.
Le système d’exploitation, par cette double structure noyau/utilisateur, permet le plus souvent aux
applications d’être indépendantes de la machine sur lesquelles elles fonctionnent. Le système
d’exploitation masque donc les particularités de chaque ordinateur, en garantissant les interfaces
nécessaires à la compatibilité.

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1.2. Les bibliothèques.
Les bibliothèques servent à regrouper les opérations les plus utilisées dans les programmes informatiques,
afin d’éviter la redondance de la réécriture de ces opérations dans tous les programmes.
On distingue généralement deux types de bibliothèques: les bibliothèques système, et les bibliothèques
utilitaires.
Les bibliothèques système sont constituées de fonctions permettant l’utilisation agréable des
fonctionnalités système (généralement des points d’entrée vers des fonctions du noyau, mais pas
seulement). Les bibliothèques utilitaires contiennent des fonctions d’usage courant et pratique (fonctions
mathématiques, fonctions de tri, etc).
Du point de vue du système, les bibliothèques ont différentes caractéristiques, dont le fait d'être ou non
partagées.
Une bibliothèque partagée est une bibliothèque dont il est garanti que le contenu ne sera présent qu’en un
seul exemplaire dans le système d’exécution, les fonctions seront partagées par toutes les applications les
utilisant.
Par exemple, sous Windows, la bibliothèque comdlg32.dll est celle qui permet l'utilisation des boîtes de
dialogue standards, comme Imprimer, Ouvrir, Enregistrer, …
D'autres bibliothèques permettent de faciliter la portabilité des applications, notamment graphiques.
Les traitements graphiques sont effectués la plupart du temps par les processeurs graphiques situés sur les
cartes graphiques.
Tout comme un système d'exploitation conçu pour tourner sur un processeur i386 ne peut tourner sur un
processeur Motorola, les concepteurs d'applications graphiques et de jeux doivent développer leurs
applications pour les différentes plateformes exploitées (consoles, PC, …), mais également pour chaque
modèle de processeur graphique.
Mais ceci n'est pas réalisable.
Il existe donc des bibliothèques qui proposent des fonctions standards et avancées de développement
multimédia (son, images 3D, gestion joystick/clavier, …). Les jeux et autres applications utilisent alors
ces bibliothèques.
Une fois l'application installée, il faut installer la bibliothèque nécessaire, et c'est elle qui s'occupe, en
parallèle avec le pilote de la carte graphique de convertir les instructions pour qu'elles soient exécutées
par le processeur graphique.
Parmi les plus connues, on peut citer Glide (3dfx), OpenGL (libre) et DirectX (Microsoft).

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1.3. Les outils système.
Les outils système permettent :
 de configurer le système : gestion des comptes des utilisateurs, configuration des paramètres
réseau, démarrage automatique des services, etc…
 de passer le relais aux applications proposant des services à un ou plusieurs utilisateurs ou à
d’autres ordinateurs, grâce au réseau par exemple.
1.4. L'interface utilisateur.
L'interface utilisateur aussi nommée interface homme-machine (IHM) permet à un homme de se servir de
l'ordinateur.
Au niveau matériel, elle consistait à l'origine en des interrupteurs et des lampes, puis des cartes perforées.
De nos jours, tous les ordinateurs sont équipés de clavier, souris et moniteur.
Cette interaction homme machine s’élabore tant par le biais d'interfaces graphiques qu'en ligne de
commande par le Shell.
1.4.1. La commande en ligne.
La ligne de commande (en anglais CLI pour Command Line) était la seule interface disponible sur les
ordinateurs des années 1970. Elle est encore utilisée en raison de sa puissance, de sa grande rapidité et du
peu de ressources nécessaires à son fonctionnement. C'est pourquoi, sous Linux, les serveurs restent
généralement en ligne de commande.
Sous Linux, il existe plusieurs shell, à choisir en fonction de ses goûts :
Le bourne shell (sh), le bourne again shell (bash), le korn Shell (ksh), le C Shell (CSH), ...
Sous Windows, il s'agit d'une émulation de l'historique MS-DOS, qui ne porte plus ce nom depuis
Windows Millenium.
1.4.2. L’interface graphique.
L'interface graphique (en anglais GUI pour Graphical User Interface) s’oppose à l’interface en ligne de
commande. Les parties les plus typiques de ce type d’environnement sont le pointeur de souris, les
fenêtres, le bureau, les icônes. D'autres contrôles graphiques sont couramment utilisés pour interagir avec
l’utilisateur : les boutons, les menus, les barres de défilement.
Les systèmes d’exploitation grand public (Windows, MacOS, les distributions grand public de
GNU/Linux, etc.) sont pourvus d’une interface graphique qui, dans un souci d'ergonomie, se veut
conviviale, simple d’utilisation et accessible au plus grand nombre pour l'usage d'un ordinateur personnel.
Ils incluent généralement aussi des utilitaires de gestion de fichiers et de configuration du système.
L’interface graphique est en général relativement indépendante des autres composants du système
d'exploitation. Il est ainsi possible dans certains systèmes d’exploitation de changer ou de personnaliser
son environnement graphique. Sous Windows, ce changement peut s'effectuer à l'aide de programmes
annexes, ce qui permet d'obtenir l'interface (le skin) de Vista sous XP.
Sous Linux, c'est l'utilisateur qui le choisi librement : Gnome, Kde, Xfce, Lxde, ….
Pour les systèmes d'exploitation commerciaux, elle évolue en même temps que le reste du système et
donne son identité à chaque génération du système. Cela contribue à renforcer, pour l'utilisateur,
l'impression d'une évolution tangible du système d'exploitation.
Dans le monde du libre, il est possible de changer de GUI pour une nouvelle version ou une autre, sans
réinstaller le système.

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1.5. Les programmes applicatifs de base.
Les programmes applicatifs de base offrent des services à l’utilisateur (calculatrice, éditeur de texte,
navigateur web, etc.). Ces programmes applicatifs sont souvent fournis en bundle (en vente liée) ou en
natif (inclus par défaut) avec le système d’exploitation. Certaines personnes estiment qu’ils ne font pas
réellement partie du système d’exploitation. La séparation entre les programmes applicatifs de base et le
système d’exploitation est difficile à définir, du fait que l’un devient inutile sans l’autre, et que bon
nombre d’applications sont programmées en supposant que les programmes applicatifs de base sont
toujours présents.
2. Historiques des systèmes d'exploitation.
Les micro-ordinateurs, également appelés PC pour Personnal Computer, sont parmi les dernières
générations d’ordinateurs. Les systèmes d’exploitation qui leur sont dédiés ont donc été développés après
les autres types de systèmes d’exploitation (systèmes pour ordinateur central et pour station de travail
dont les plus connus aujourd’hui sont GNU/Linux et Windows). Un autre type de systèmes d’exploitation
existe et a été créé après l’informatique personnelle : les systèmes d’exploitation embarqués.
2.1. Windows et ses prédécesseurs.
Dans les années 80, les systèmes n’avaient ni la capacité ni la nécessité d’utiliser les systèmes
d’exploitation pour mini et grands ordinateurs. Les premiers systèmes d’exploitation appelés moniteurs
offraient seulement des fonctionnalités très basiques, et étaient chargés le plus souvent depuis de la
mémoire morte.
CP/M (Control Program/Monitor) fut l’un des pionniers en matière de système d’exploitation installé sur
un disque (et non sur mémoire morte). Ce système d’exploitation influença largement la conception de
PC-DOS. Ce dernier, choisi par IBM comme système d’exploitation pour ses premiers PC, fit de
Microsoft l’une des compagnies les plus rentables au monde, qui le dériva en MS-DOS pour en équiper
les PC compatibles du monde entier. Les principales alternatives durant les années 1980 sur le marché des
systèmes d’exploitation furent Mac OS en 1984, AmigaOS et Atari en 1985 et OS/2 en 1987.
Windows s'inspira ensuite très fortement du mac OS pour sortir en 1992 Windows 3.1, le premier
commercialisé et préinstallé avec des PC neufs, basé sur MS-DOS.
En parallèle, la version réseau, nommée 3.1 for Workgroup est commercialisée et intègre un gestionnaire
de protocole réseau pour la communication des ordinateurs.
Fin 1995, Microsoft sort Windows 95et une révolution majeure dans l'interface graphique avec
notamment l'apparition du bouton Démarrer. Il fut le premier système d'exploitation 32 bits, et intégra la
gestion réseau en natif.
En mai 1998, arrive Windows 98, capable d'utiliser le système de fichier FAT32. La version SE (Second
Edition) prend en charge les ports USB.
En septembre 2000, Microsoft sort Windows Millenium Edition, appelé Me. Il intègre des applications
multimédia. Cependant, en raison d'une instabilité notoire, il connu un échec commercial et fut
rapidement abandonné. Il était le dernier système d'exploitation Microsoft basé sur MS-DOS.
En parallèle, Microsoft fit évoluer ses versions professionnelles, pour enchainer Windows 3.11 for
WorkGroup, puis Windows NT 3.1, 3.5, 3.51, et 4.0.
En 2000, Microsoft sort Windows 2000, correspondant à NT 5.0. Windows 2000 a été décliné en quatre
versions : Professional (abrégé en Pro), Server, Advanced Server, et Datacenter Server.
Fort de cette expérience, Microsoft se base sur la technologie NT pour développer Windows XP, déclinés
en plusieurs versions dont XP Home, XP Pro, XP 64 ou encore XP Media Center.
Ce système est résolument robuste, multimédia et fut très apprécié.