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Analyser
le processus de traitement des données du système d’exploitation.
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1. Introduction
Le système d’exploitation est une couche de logiciel offrant
à l’usager une machine “ logique ”
2. Les buts d’un système d’exploitation
Le
système d’exploitation est un logiciel offrant :
·
une interface adaptée aux besoins des usagers
·
une interface relativement indépendante de la machine
·
une gestion optimale des ressources physiques
·
un contrôle des usagers
2.1. Interface adaptée aux besoins des usagers
Suivant
à quoi est destinée la machine le système d’exploitation offre des outils
adaptés aux utilisateurs :
·
Des outils de développement
·
Ou une gestion de données
·
Ou des possibilités étendues de connexions à des
appareils externes
·
Etc.
2.2. Interface relativement indépendante de la machine
·
Par l’utilisation de langages symboliques évolués
·
Par la manipulation de ressources logiques au niveau
usager, la correspondance ressource logique, ressource physique étant assurée
par le système
·
Eventuellement par la réalisation de systèmes standard
présentant la même machine logique quelle que soit la machine physique
2.3. Gestion optimale des usagers
·
Par le partage des ressources entre les usagers d’un
système
·
Par l’utilisation du parallélisme possible de
fonctionnement au niveau matériel
·
Par la récupération des erreurs
2.4. Contrôle des usagers
Il y a plusieurs types d’usagers du système :
·
Les programmes en exécution
·
Les opérateurs-pupitreurs
·
Les programmeurs système
·
Les programmeurs d’application
·
Les utilisateurs
Les fonctions à assurer pour gérer ces utilisateurs
sont :
·
la comptabilité ou logging des usagers
·
le contrôle des droits d’accès de façon sélective,
selon la classe d’usagers
·
le traitement ( créer, mémoriser, retrouver, détruire)
des informations de chaque usager en vérifiant les droits d’accès et en
assurant le partage éventuel.
3. Les fonctions d’un système d’exploitation
·
l’acquisition de l’information : données ou
programmes,
·
la traduction d’une forme symbolique à une forme
interne exploitable par la machine,
·
la conservation de l’information,
·
le partage des ressources : logiques et physiques.
·
Un système d’exploitation est
composé de deux éléments essentiels :
3.1. Les logiciels de base
Production
de programmes : compilateur, interpréteur, assembleur, éditeur de liens,
metteur au point.
Saisie
et manipulation des données : formateur de texte, éditeur de texte,
gestionnaire de fichiers
3.2. Moniteur
C’est
le coeur du système, il assure la gestion du dialogue avec les usagers, des
entrées/sorties, des programmes en exécution, de la mémoire, etc.
4. Les qualités d’un système
4.1. Fiabilité
Limiter
les conséquences des défaillances matérielles ou des erreurs des utilisateurs.
En cas de panne, éviter les pertes d’information ou leur incohérence.
4.2. Efficacité
Utiliser
au mieux les ressources et possibilités matérielles (sans en consommer trop
pour lui-même).
4.3. Facilité d’emploi
Offrir
un langage de commande (dialogue usager-système) et des diagnostics d’erreurs
(dialogue système-usager) clairs et précis.
4.4. Adaptabilité
Permettre
les modifications matérielles et logicielles le plus simplement possible à
l’aide d’outils spécialisés (processeur de génération de mise à jour).
4.5. Mesurabilité
Enregistrer
la comptabilité des ressources utilisées par les usagers et mesurer les
paramètres de fonctionnement et de charge.
5. Types de systèmes
Il y
a de multiples critères de classification possibles, voici quelques exemples.
5.1. La méthode d’accès au système pour un usager
·
Par sessions CONVERSATIONNEL
·
Par requêtes TEMPS
REEL
·
Par travaux TRAITEMENT
PAR LOTS
5.2. Le genre d’applications des usagers
·
Développement de programmes : système doté d’éditeurs et de traducteurs
de texte
·
Manipulation de données : système transactionnel
·
Contrôle de processus industriels : système temps réel
5.3. La configuration matérielle
·
Un seul processeur : système monoprocesseur
·
Plusieurs processeurs : système multi-processeur
·
Basée sur un réseau : système réseau
5.4. La politique de partage
Il
s’agit de la stratégie de gestion de certaines ressources physiques et
logiques.
·
Partage de la mémoire entre plusieurs programmes :
système multiprogrammé
·
Partage du temps processeur entre les programmes en
exécution :
·
Par quantum : système
temps partagé
·
Par priorité : système
temps réel
5.5. Le nombre d’usagers simultanés
Système : monoposte ou mono-utilisateur avec une session
à la fois.
multiposte ou
multi-utilisateur qui peuvent
supporter plusieurs sessions en même temps.
6. Les systèmes d’exploitation multiutilisateurs multitâches
6.1. Les différentes fonctions d’un S.E.
6.2. La gestion de la mémoire
Un
des premiers rôles du système d'exploitation est de gérer la mémoire disponible
sur la machine. Par cela, il s'agit de la RAM présente sur la machine.
Sur
une machine plusieurs programmes peuvent s'exécuter simultanément. Il ne faut
pas que ceux-ci puissent interférer les uns avec les autres. Durant son
déroulement, une application a besoin de sauvegarder des données
temporairement. Quand vous utilisez un traitement de texte par exemple, il
conserve la police actuellement utilisée. Cela se fait dans la mémoire. Et il
ne faut pas que le jeu qui est en train d'être utilisé en même temps puisse
altérer cette valeur lorsqu'il enregistre l'emplacement actuel du joueur.
Pour
réaliser cela, les programmes ne peuvent pas écrire directement dans la RAM de la machine. Pour eux
tout se passe comme si c'était le cas, mais le système d'exploitation se charge
d'écrire dans certaines zones indépendantes les unes des autres. Le programme
voit un espace de mémoire virtuelle dans lequel il peut faire ce qu'il veut
sans risquer de déranger les autres. Cet espace a une taille de 4 Go sur une
machine 32 bits.
Pour
résoudre ce problème, il y a la notion de fichier d'échange (ou swap). La place
supplémentaire nécessaire est prise sur le disque dur. Si la mémoire est pleine
et qu'il faut y écrire de nouvelles données, les plus anciennes (ou les moins
fréquemment utilisées) seront sauvegardées sur le disque pour libérer de
l'espace. Un programme ne peut travailler directement qu'avec les données en
mémoire vive. Donc si celles qui avaient été sauvegardées sont requises, elles
suivront le chemin inverse pour revenir en mémoire depuis le disque.
Tout
ce mécanisme est invisible pour l'application. C'est le système d'exploitation
qui se charge de ces opérations selon les besoins. Les temps d'accès au disque
dur sont coûteux. Donc si la mémoire est insuffisante par rapport aux
applications utilisées, l'utilisation du swap sera intensive et ralentira la
machine.
6.3. La gestion des processus
Ce
qui est désigné comme processus est une instance de programme s'exécutant à un
instant donné ainsi que son contexte (ou environnement). Ce dernier terme
désigne l'ensemble des ressources utilisées par le programme pour pouvoir se
dérouler comme par exemple la mémoire ou les fichiers ouverts.
Les
processus sont identifiés par un numéro unique dans le système à un moment
donné : le PID. C'est à l'aide de ce nombre que l'on peut désigner une
instance de programme et interagir avec. Ils sont également caractérisés par un
propriétaire. Il s'agit de l'utilisateur qui a demandé l'exécution. En général,
seul ce propriétaire pourra entreprendre des actions sur le processus.
Ils
sont de plus organisés en hiérarchie. Chaque processus doit être lancé par un
autre. Ce dernier porte le nom de processus père ou parent et ceux initiés le
nom d'enfants ou processus. .fils
6.4. La gestion des fichiers
Le système
d'exploitation intègre un système de gestion de fichiers, c'est-à-dire qu'il
permet de définir et de stocker des fichiers et de transmettre des informations
aux organes d'entrée-sortie. Dans un système multiutilisateur, les fichiers
peuvent être caractérisés par des droits d'accès réservés à certains usagers ou
groupes d'usagers. Ce mécanisme contribue à garantir la cohérence et la
confidentialité des informations. Ainsi, lors d'accès concurrents à un même
fichier, notamment lorsqu'il s'agit de le mettre à jour, le système mettra en
œuvre un mécanisme de verrouillage qui garantira l'intégrité des informations
traitées.
6.5. La gestion des périphériques
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Pour
approfondir le sujet….
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Proposition de références utiles permettant
d’approfondir le thème abordé
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Sources de
référence
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