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SYSTÈME D’EXPLOITATION 2. QU’EST CE QU’UN SYSTÈME D’EXPLOITATION oUn ordinateur

SYSTÈME D’EXPLOITATION 2. QU’EST CE QU’UN SYSTÈME D’EXPLOITATION oUn ordinateur est constitué: 1. Du matériel o Dispositifs physiques o Langue machine 2. D’un système d’exploitation 3. De programmes o Programme système o Programme d’application Matériel Système d’exploitation Compilateur Editeur Base de données User 1 User 2 User n Applications 2. QU’EST CE QU’UN SYSTÈME D’EXPLOITATION Le matériel (Hardware): Les dispositifs physiques constituent la couche la plus basse du matériel • Le processeurs, • La mémoire principale, • Des disques, • Des imprimantes • Des interfaces de connexion réseau • …. 2. QU’EST CE QU’UN SYSTÈME D’EXPLOITATION Le système d’exploitation(Operating System ou OS ou SE): C’est le plus important des programmes systèmes : 1. Il contrôle les processus de l’ordinateur. 2. Il libère le programmeur de la complexité du matériel. Il se compose: • D’un noyau(kernel): partie la plus critique d’un OS . Il permet aux éléments matériel et logiciel de communiquer entre eux, de fonctionner ensemble et former un tout. Pour ces raisons il est le premier logiciel chargé en mémoire. • Des outils système : partie permettant à l’utilisateur de tirer profit de l’OS, de gérer les périphériques, les configurer…. En bref, ils fournissent une interface d’accès système. Exemple de tâche: LIRE UN BLOC DU FICHIER 2. QU’EST CE QU’UN SYSTÈME D’EXPLOITATION Les programmes (Software, applications): ils sont écrits • Par les utilisateurs • Ou par des les éditeurs de logiciels oBut : résoudre des problèmes spécifiques tels que: • Le traitement des données commerciales • Les calculs scientifiques, • etc. 2. La Double Fonction d’un Système d’Exploitation • Un Système d’exploitation permet de répondre à deux besoins qui ne sont pas forcement liés: • Le Système d’exploitation en tant que machine virtuelle (ou étendue) • Le système d’exploitation en tant que Gestionnaire de ressources • Liste de quelques OS: • Lunix, Mac OS, DOS, Windows Me, XP, 2000… 7, 10, 11 etc OS en tant que Machine virtuelle ou étendue • L’OS correspond à « l’interface » entre les applications et le matériel. • De ce point de vue l’OS peut être assimilé à une machine étendue plus facile à programmer ou à utiliser que le matériel: Un programmeur utilise l’OS par intermédiaire « Appels système » Un Utilisateur peut manipuler l’OS sans avoir à créer un programme OS en tant que Gestionnaire de Ressources • Les différents composants d’un ordinateur doivent coopérer et partager des ressources. Dans ce cas le rôle du système d’exploitation est de: Ordonnancer, Contrôler la distribution des ressources: Processeurs, Mémoires, Périphériques d’entré et de sortis Entre les programmes qui y font appel. OS en tant que Gestionnaire de Ressources • Pour chacun des ressources d’un ordinateur, le système d’exploitation doit: • Connaitre à tout moment l’utilisateur de la ressource, • En accorder l’usage de manière équitable, • Éviter les conflits d’accès entre les différents programmes ou utilisateurs • Les deux tâches essentiels de l’OS en tant que Gestionnaire des ressources sont: Le partage des ressources La protection des l’accès aux ressources 3. Les fonctions de bases d’un Système d’Exploitation 1. La gestion des processus: qui correspondent à l’exécution des programmes. 2. La gestion de la mémoire: permet de gérer les transfert entre les mémoires principales et secondaire. 3. Le système de fichiers: qui offre à l’utilisateur une vision homogène et structurée des données et des ressources: disques, périphériques. 4. Les entrées/sorties: qui correspondent aux mécanisme qu’utilisent les processus pour communiquer avec l’extérieur 4. Autres fonction du Système d’Exploitation Les réseaux d’Ordinateurs avec les protocoles de communication, d’interconnexion et d’application Les systèmes reparties Avec les protocoles d’appels de procédures à distance (RPC) Ou les objets distribués Les systèmes de fenêtrage graphiques 5 Les différents types d’Architecture de Systèmes d’Exploitation Porte ouverte ou exploitation self service (1945-1955) Machines de la première génération dépourvu de logiciel, les programmes users étaient exécuter depuis un pupitre de commande Des machines énormes remplissant des salles avec un bon nombre de tubes (vacuum tubes). Au début des années 1950, la procédure s’est améliorée grâce à l’introduction des cartes perforées . Les périphériques d’entrés/sorties en ce temps étaient des cartes perforées et l’imprimante. Utilisation de la machine en Porte ouverte Inconvénient Temps perdu dans l’attente pour lancer l’exécution d’un programme Vitesse d’exécution de la machine limitée par la rapidité de l’opérateur qui appui sur les boutons et alimente les périphériques Pas de différences entre: concepteurs; constructeurs; programmeurs; utilisateurs; mainteneurs. 5 Les différents types d’Architecture de Systèmes d’Exploitation Traitement par lot (batch Processing, 1955 1965): c’est sont des systèmes réalisant le séquencement des jobs ou travaux selon l’ordre des cartes de contrôle à l’aide d’un moniteur d’enchainement . L’objectif était de réduire les pertes de temps occasionner par l’oisiveté du processeur entre l’exécution de deux jobs ou programme durant cette période il y’a eu apparition des machines à transistor avec unité de bande magnétique, donc évolution des ordinateur. L’idée directrice était de collecter un ensemble de travaux puis de les transférer sur une bande magnétique en utilisant un ordinateur auxiliaire (EX UBM 1401). Cette bande sera remonté par la suite sur le lecteur de bande de l’ordinateur principale. Les résultats serons récupérer sur une autre bande pour qu’il soit imprimer par un ordinateur auxiliaire Inconvénients Perte de temps dû à l’occupation du processeur durant les opération d’ES .(En effet le processeur restait trop inactif, car la vitesse des périphériques mécanique étaient plus lente que celles des dispositif électronique) Les tâches inachevés sont abandonnées 5.Les différentes types d’Architecture de Système d’Exploitation Multiprogrammation (Multiprogramming, 1965 – 1970): L’introduction des circuits intégrés dans la constructions des machines a permis d’offrir un meilleur rapport coût/performance. L’introduction de la technologie des disques a permis au système d’exploitation de conserver tous les travaux sur un disque, plutôt que dans un lecteur de cartes (Arrivée des unités disques à stockage important et introduction de canaux d’E/S). L’idée était alors, pour pallier aux inconvénients du traitement par lots, de maintenir en mémoire plusieurs travaux ou jobs prêts à s’exécuter, et partager efficacement les ressources de machine entre ces jobs. Multiprogrammation (Multiprogramming, 1965 – 1970): 5.Les différentes types d’Architecture de Système d’Exploitation Le principe de spooling: L’arrivée sur le marché des unités de disques (et des tambours magnétiques à des prix abordables). Les jobs sont lus et stockés sur un disque au fur et à mesure de leur soumission aux opérateurs : C’est la notion de SPOOLING (Simultatneous Peripheral Operation On-Line). Le SPOOL consiste à créer des fichiers-disque qui correspondent aux jobs soumis et qui sont utilisés par le moniteur au moment de l’exécution, à la place des supports d’informations lents. 5.Les différentes types d’Architecture de Système d’Exploitation oExemple de multiprogrammation: Pour les deux jobs A et B: On suppose qu’on a seul périphérique d’E/S 5.Les différentes types d’Architecture de Système d’Exploitation • Système mono programmé 5.Les différentes types d’Architecture de Système d’Exploitation • Système multiprogrammé: 5.Les différentes types d’Architecture de Système d’Exploitation • Temps partagé (Time Sharing, 1970-): C’est une variante du monde multiprogrammé où le temps CPU est distribué en petites tranches appelées quantum de temps. L’objectif est d’offrir aux usagers une interaction directe avec la machine par l’intermédiaire de terminaux de conversation, et de leur allouer le processeur successivement durant un quantum de temps, chaque machine à lui tout seul. Il peut aussi contrôler le job qu’il a soumis directement à partir du terminal (corriger les erreurs, recompiler, resoumettre le job, … ) COMPOSANTS D’UN SYSTÈME D’EXPLOITATION oPlusieurs SE modernes possèdent les composant suivants: Gestion de processeurs. Gestion mémoire principale. Gestion mémoire auxiliaire. Gestion du système d’entrée/sortie. Gestion des fichiers. Gestion de protection. Gestion de réseaux Système d’interpréteur de commande. CLASSIFICATION DES SE o Selon les services rendus: Système mono tâche: A tout instant, un seul programme est exécuté. Un autre programme ne démarrera –sauf conditions exceptionnelles- que lorsque le premier sera terminé. Multitâche : Capacité du système ) pouvoir exécuter plusieurs processus (i.e. programme en cous d’exécution) simultanément (système multiprocesseurs) ou en pseudo-parallélisme (système en time sharing). Multi-utilisateurs: Capacité du système à pouvoir gérer un ensemble d’utilisateurs simultanément les mêmes ressources matérielles. Un SE ne possédant pas cette fonctionnalité est dit mono- utilisateur. Systèmes temps réel: Un système à temps réel est utilisé quand il existées exigences impérieuses de temps de réponse pou le fonctionnement d’un processeur ou pour le jeu de données. CLASSIFICATION DES SE oSelon leur architecture Système centralisés (traditionnels): L’ensemble du système est entièrement présent sur la machine considérée. Les machines éventuellement reliées sont vue comme des entités étrangère disposant elles aussi d’un système centralisé. Système distribués (répartis): Une tendance récente dans les système informatiques consiste à répartir le calcul entre plusieurs processeurs. A l’opposé des système centralisés, dans les système répartis on ne partage pas de mémoire ou d’horloge. Les processeurs communiquent entre eux à travers des lignes de communication, comme des bus rapides ou des lignes téléphoniques. CLASSIFICATION DES SE oSelon leur capacité à évoluer: Système fermés (ou prioritaire): Quand on veut rajouter des fonctionnalités à un système fermé, il faut remettre en cause sa conception et refaire une archive (système complet). uploads/Industriel/ cours-os-2.pdf