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 noyauIl 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 logiqueLe 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 : WindowsFAT 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 : LinuxLes 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)