Description du système d'exploitation
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Le système d'exploitation (noté SE ou OS, abréviation du terme anglais Operating System),
est chargé d'assurer la liaison entre les ressources matérielles,
l'utilisateur et les applications (traitement de texte, jeu vidéo,
...). Ainsi lorsqu'un programme désire accéder à une ressource
matérielle, il ne lui est pas nécessaire d'envoyer des informations
spécifiques au périphérique, il lui suffit d'envoyer les informations
au système d'exploitation, qui se charge de les transmettre au
périphérique concerné via son pilote.
En l'absence de pilotes il
faudrait que chaque programme reconnaisse et prenne en compte la
communication avec chaque type de périphérique ! Le système d'exploitation permet ainsi de "dissocier" les programmes et le matériel, afin notamment de simplifier la gestion des ressources et offrir à l'utilisateur une interface homme-machine (notée «IHM») simplifiée afin de lui permettre de s'affranchir de la complexité de la machine physique.
Rôles du système d'exploitation
Les rôles du système d'exploitation sont divers :
- Gestion du processeur : le système d'exploitation est chargé de gérer l'allocation du processeur entre les différents programmes grâce à un algorithme d'ordonnancement. Le type d'ordonnanceur est totalement dépendant du système d'exploitation, en fonction de l'objectif visé.
- Gestion de la mémoire vive : le système d'exploitation est chargé de gérer l'espace mémoire alloué à chaque application et, le cas échéant, à chaque usager. En cas d'insuffisance de mémoire physique, le système d'exploitation peut créer une zone mémoire sur le disque dur, appelée «mémoire virtuelle». La mémoire virtuelle permet de faire fonctionner des applications nécessitant plus de mémoire qu'il n'y a de mémoire vive disponible sur le système. En contrepartie cette mémoire est beaucoup plus lente.
- Gestion des entrées/sorties : le système d'exploitation permet d'unifier et de contrôler l'accès des programmes aux ressources matérielles par l'intermédiaire des pilotes (appelés également gestionnaires de périphériques ou gestionnaires d'entrée/sortie).
- Gestion de l'exécution des applications : le système d'exploitation est chargé de la bonne exécution des applications en leur affectant les ressources nécessaires à leur bon fonctionnement. Il permet à ce titre de «tuer» une application ne répondant plus correctement.
- Gestion des droits : le système d'exploitation est chargé de la sécurité liée à l'exécution des programmes en garantissant que les ressources ne sont utilisées que par les programmes et utilisateurs possédant les droits adéquats.
- Gestion des fichiers : le système d'exploitation gère la lecture et l'écriture dans le système de fichiers et les droits d'accès aux fichiers par les utilisateurs et les applications.
- Gestion des informations : le système d'exploitation fournit un certain nombre d'indicateurs permettant de diagnostiquer le bon fonctionnement de la machine.
Composantes du système d'exploitation
Le système d'exploitation est composé d'un ensemble de
logiciels permettant de gérer les interactions avec le matériel. Parmi
cet ensemble de logiciels on distingue généralement les éléments
suivants :
- Le noyau (en anglais kernel) représentant les fonctions fondamentales du système d'exploitation telles que la gestion de la mémoire, des processus, des fichiers, des entrées-sorties principales, et des fonctionnalités de communication.
- L'interpréteur de commande (en anglais shell, traduisez «coquille» par opposition au noyau) permettant la communication avec le système d'exploitation par l'intermédiaire d'un langage de commandes, afin de permettre à l'utilisateur de piloter les périphériques en ignorant tout des caractéristiques du matériel qu'il utilise, de la gestion des adresses physiques, etc.
- Le système de fichiers (en anglais «file system», noté FS), permettant d'enregistrer les fichiers dans une arborescence.
Les types de systèmes d'exploitation
On distingue plusieurs types de systèmes
d'exploitation, selon qu'ils sont capables de gérer simultanément des
informations d'une longueur de 16 bits, 32 bits, 64 bits ou plus.
Système | Codage | Mono-utilisateur | Multi-utilisateur | Mono-tâche | Multitâche |
---|---|---|---|---|---|
DOS | 16 bits | X | X | ||
Windows3.1 | 16/32 bits | X | non préemptif | ||
Windows95/98/Me | 32 bits | X | coopératif | ||
WindowsNT/2000 | 32 bits | X | préemptif | ||
WindowsXP | 32/64 bits | X | préemptif | ||
Windows7 | 32/64 bits | X | préemptif | ||
Unix / Linux | 32/64 bits | X | préemptif | ||
MAC/OS X | 32 bits | X | préemptif | ||
VMS | 32 bits | X | préemptif |
Systèmes temps réel
Les systèmes temps réel (real time systems),
essentiellement utilisés dans l'industrie, sont des systèmes dont
l'objectif est de fonctionner dans un environnement contraint
temporellement. Un système temps réel doit ainsi fonctionner de manière
fiable selon des contraintes temporelles spécifiques, c'est-à-dire
qu'il doit être capable de délivrer un traitement correct des
informations reçues à des intervalles de temps bien définis (réguliers
ou non).
Voici quelques exemples de systèmes d'exploitation temps réel :
- OS-9 ;
- RTLinux (RealTime Linux) ;
- QNX;
- VxWorks.
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