CHAPITRE 3: INITIATION AUX SYSTÈMES D`EXPLOITATION

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CHAPITRE 3: INITIATION AUX
SYSTÈMES D’EXPLOITATION
ENCG Kénitra
Prof. O. Zytoune
Systèmes d'exploitations(Operating System)
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 Qu'est-ce que c'est?
« Programme assurant la gestion de l'ordinateur et de ses
périphériques »
 A quoi ca sert?
 à
simplifier la vie des utilisateurs et des programmeurs
 à gérer les ressources de la machine d'une manière
efficace
 Cacher la complexité des machines pour l'utilisateur afin
d'utiliser la machine sans savoir ce qui est derrière
Termes utilisés en SE
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Processus
 Traitement par lots
 Systèmes Multi-tache
 Systèmes Multi-utilisateurs
 Systèmes Multi-processeurs
 Systèmes temps réel
 4
Définitions: Processus
Un processus est un programme lors de l'éxécution
(aspect dynamique d'un programme)
Traitement par lots (Batch processing)
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Un utilisateurs donne plusieurs commandes dans
une queue d'éxécution de programmes
 Entièrement séquentielle
 Par exemple: faire plusieurs calculs pendant les
vacances.
  Exemple
de fichier: autoexec.bat!
Systèmes Multi-tache (Multitasking)
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 Partager le temps du processeur (CPU-T) entre
plusieurs programmes (tâches)
 Impression
 de réalisation simultanée
Chaque processus a besoin du processeur
 situation
concurrente
 solution: « scheduling »
Systèmes Multi-processeurs
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 Un processeur central (maître) peut coordonner une
série de tâches sur plusieurs autres processeurs
(esclaves)
 Sur
 un même ordinateur
Organisations à l’extérieur d’une série de tâches sur
plusieurs processeurs (machines)
 Systèmes
répartis
parallèle
 vrai multi-tache
 doit assurer qu'il y a l'éxecution d'autant de
processus que processeurs en meme temps
 Systèmes Multi-utilisateurs (« time-sharing »)
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Plusieurs utilisateurs peuvent utiliser simultanément
une même machine ;
 Chaque utilisateurs a l’impression d’être le seul à
utiliser l’ordinateur
 connexion par
  via
le terminal de l'ordinateur lui-même
 à distance (telnet, ssh, ftp, ...)
donner l'impression à chaque utilisateur qu'il est seul
 exige une gestion des droits
  de
fichiers (pour éviter la destruction des fichiers etc.)
 de processus
Systèmes Temps réels
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Sert pour le pilotage et le contrôle des
déroulements externes;
 doit garantir des temps de réactions données
pour des signaux extérieur urgents;
 Systèmes d'exploitations
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CP/M (depuis 1974), Digital Research
 UNIX (depuis 1969-1979), premier par AT&T
 MS-DOS (depuis 1981), Microsoft
 MacOS (depuis 1984), Apple
 Windows (depuis 1991), Microsoft
 Linux (depuis 1992), OpenSource
 Systèmes d'exploitations
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 CP/M (depuis 1974), Digital Research
 Gestion
de disque dur, mais pas d'arborescence
 Pas de graphisme
 Exemple:
 CPU
8088, 2 MHz
 64 KO de RAM
 5 MO de disque dur.
Systèmes d'exploitations
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 UNIX (depuis 1969-1979), AT&T
 a
servi de modèle pour plusieurs systèmes: MSDOS, Windows, ..
 Multi-tâche et Multi-utilisateurs
 accès
simultané aux fichiers, péripheriques, mémoire,
processeurs, ..
 Protection
mémoire : aucun programme ne peut
faire planter le système
 systèmes de fichiers hiérarchique
 GUI X-Windows
Systèmes d'exploitations
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 MS-DOS (depuis 1981), Microsoft
 Mono-tache,
mono-utilisateur;
 piloté par commandes
Invitation de commande
La commande est « tapée » au clavier
l’exécution de la commande produit
l’affichage de ce texte
Systèmes d'exploitations
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 MacOS (depuis 1984), Apple
 premier
GUI
Systèmes d'exploitation Windows
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 Windows 3.11
  Windows 95
 multi-tâche
   premier système 32 bits
Windows 98
 Internet integré dans le GUI
  pas de multitâche, pas de multi-utilisateurs
Plug & Play
parallèlement Windows NT
 système d'exploitation réseaux multi-utilisateur
Windows 2000, Windows XP et après
 jumellage entre système d'exploitations réseaux et « stand-alone »
Systèmes d'exploitations
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 Linux (depuis 1992), OpenSource
 finlandais
Linus Thorwald
 Licence GPL (General Public Licence) – OpenSource
 Multi-tâche et Multi-utilisateurs
 Distributions
 Red
Hat
 Fedore
 S.u.S.e
 Debian, Ubuntu,
 Mandrake…
Système en couches
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Interface humain
Applications et services
Système de Gestion des Objets Systèmes
Noyau
Gestion mémoire, entrées-sorties et processus
Matériel
Interface humain
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Les différents systèmes permettant à l’utilisateur
d’interagir avec le système informatique.
 C’est lui qui permet d’atteindre les services et les
applications disponibles sur le système;
 L’interface humain a tendance à se standardiser
autour de quelques conventions graphiques, mais
 l’interface textuel permet d’atteindre l’ensemble
des commandes disponibles.
 Applications et services
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 Une application est un ensemble de programmes
permettant de fournir des fonctions spécifiques :
 traitement
de texte, tableur, logiciel de dessins,
traitement de vidéo, etc.
 Un service est un ensemble de programmes
permettant de gérer des ressources offertes
 comptes
utilisateurs, accès réseau à distance, site web,
gestion des impressions, etc.
Système de gestion des objets systèmes
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 Un objet système est une entité « persistante »,
portant un nom et possédant des propriétés que l’on
peut modifier
 les
fichiers sont les objets systèmes les plus évidents;
 les comptes utilisateurs, les groupes;
 ressources allouables comme les imprimantes...
Système de gestion de fichiers
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Un fichier est un « objet » permanent du système
d’exploitation contenant une « séquence » d’octets;
 Les fichiers que tout utilisateur manipule sont des
fichiers stockés et organisés dans une mémoire de
masse;
 Un Système de Gestion de Fichiers est un ensemble
de programmes de gestion de fichiers selon une
« méthode spécifique » (nommage, localisation sur
le disque, etc.)
 Système de gestion de fichiers
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Unités physiques
Volumes logiques
Fichier
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 Un fichier doit avoir un nom
 Pour
 permettre au SE de le retrouver
Le format du nom de fichier est le suivant :
 nom_du_fichier.ext
 L’extension
(.ext) est un moyen de reconnaître le type
de fichier ainsi que le programme avec lequel le fichier
peut être ouvert
 La longueur du nom peut varier selon le SE
 Dos
/ Windows 3.1
 Win 95 et suivants
8car.3car
256 caractères
Répértoire
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 Un répertoire (dossier) est une structure
informatique qui contient des fichiers (ou d’autres
répertoires)
 C’est
une façon de structurer de l’information sur un
disque
On parle aussi de structure « arborescente »
 Ce type de structure n’est pas propre à Windows.
On la retrouve aussi chez Unix
 Répértoire
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    La racine est l’entité de premier
niveau (Root).
La racine peut contenir des fichiers
ou des répertoires et ne peut se
retrouver dans un répertoire
Une seule racine par disque (ou par
partition)
La racine est normalement indiquée
par le signe « \ »
  C:\
Le répertoire qui contient un autre
répertoire est dit «répertoire
parent »
Systèmes de fichiers
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Façon d’organiser les données sur un disque de
manière à les retrouver;
 FAT : File Allocation Table
  Index
 qui liste le contenu du disque
FAT 16 : Système à 16 bits
peut adresser plus de 216 « Clusters » soit 65536 «
Clusters »
 Ne
 Si un « Cluster » est constitué de 32 Ko le système
pourra gérer un disque de 2 Go
 65536
X 64 X 512 octets
Systèmes de fichiers
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 FAT 32, système à 32 bits
 En
réalité, seul 28 bits sont utilisés, les autres 4 bits sont
réservés
 Capacité théorique plus de 100 Go
 Microsoft limite à 32 Go pour les SE 9x
Systèmes de fichiers
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 NTSF (New Technology File System)
 Permet
 aussi les noms longs mais est sensible à la casse
Limite théorique de 16 Exaoctets (Eo=260>1018)
 La
limite actuelle des disques est de 2 To
Gestion mémoire
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Chaque programme qui s’exécute doit être
présent en mémoire en plus des données sur
lesquelles il travaille;
 Chaque fois qu’un programme est lancé, le
gestionnaire de mémoire est appelé pour
« allouer » un espace mémoire pour lui
 La plupart des systèmes permettent de lancer
beaucoup de programmes en parallèle, et les
programmes sont « gourmands » en mémoire
  besoin
d’un mécanisme de mémoire virtuelle
Gestion mémoire
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L’espace mémoire est découpé en pages.
 Seules les pages nécessaires sont en mémoire physique.
 Les autres pages sont copiées dans une zone du disque(appelée
mémoire virtuelle). Elles seront échangées (swapped) au besoin.
 Objectif: Supprimer la contrainte de dimension de la mémoire.
 Mise en œuvre : On dote l’ordinateur de deux niveaux de
mémoire : la mémoire centrale (performante et chère) et la
mémoire de masse (le disque) moins performante mais de
dimension pratiquement illimitée.
 Gestion mémoire
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Taille physique
Utilisé pour accélérer
les échanges disques
Taille allouée
Taille virtuelle
Gestion des processus
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 Un processus est un programme en
cours d’exécution;
 Une application est constituée d’au moins
un processus;
 A tout moment, un seul processus
s’exécute réellement;
 Un programme « Ordonnanceur »
s’exécute à intervalles réguliers et à
chaque entrée-sortie pour décider quel
sera le processus suivant qui s’exécutera;
 Apparemment, tous les processus
s’exécutent en parallèle.
Entrées-sorties
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  Les entrées/sorties correspondent aux mécanismes
qu’utilisent les processus pour communiquer avec l’extérieur.
Ces entrées-sorties font largement appel aux couches les
plus proches du matériel, et dont le système tente de
masquer les particularités aux utilisateurs.
Il y a 3 types d’E/S :
1. Électroniques : mémoires
2. Magnétiques : disques ou disquettes
3. Mécaniques : clavier, imprimantes
Conclusion
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Un système d’exploitation structuré en couches les
plus indépendantes possibles
 Une couche utilise les services des couches inférieures
pour réaliser ses fonctions
 Seul le noyau du système d’exploitation est
complètement lié aux caractéristiques matériel de
l’ordinateur;
 Interfaces graphiques de manipulations;
 Un utilisateur peut être amené à manipuler un
système d’exploitation grâce à un interpréteur de
commandes (shell)
