Cours se chap1

2AGE Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis 1

SYSTÈMES D’EXPLOITATION

Département TIC

2011-2012

Meriem KASSAR BEN JEMAA [email protected]

Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis


FICHE DESCRIPTIVE�� •  Objectifs généraux :

–  Comprendre les fonctionnalités essentielles d’un système d’exploitation. –  Connaître le système Unix du point de vue de l’utilisateur. –  Apprendre la notion de processus : définition, communication, exécution.

•  Public Cible : 2ème Année, Spécialité « Génie Electrique » •  Pré requis : Informatique, Programmation •  Durée : 15 heures •  Formules pédagogiques : Exposé informel, Exercices

•  Moyens pédagogiques : Tableau, Support de cours

•  Bibliographie : [1] I. Mounier & M. Gradinariu , « Programmation Système & Internet », Support de cours, UPMC, 2007. [2] F. Pellegrini & D. Sherman, « Systèmes d’exploitation », Support de cours, ENSEIRB, 2001. [3] A. Belkhir, « Systèmes d’exploitation, Mécanismes de base », 2005. [4] F. Bourdon, « Systèmes d’exploitation », Support de cours, IUT de Caen. [5] Y. Bagnotte, « Systèmes d’exploitation & Programmation Système », 2001. [6] H.Bourzoufi , « Cours de Systèmes d'Exploitation (Unix) », Université de Valenciennes - ISTV.


CHAPITRE 1��INTRODUCTION[1] [4]

1.  Qu’est ce qu’un système d’exploitation ? 2.  Fonctionnalités d’un système d’exploitation 3.  Historique


L’ordinateur « nu » •  Une machine inutilisable

–  Programmation en langage binaire seulement –  Accès aux périphériques très difficiles –  Exécution d'un seul programme à la fois

•  Pour exécuter un programme –  Aller le chercher sur le disque dur

•  Trouver sa position

•  Lire les mots qui le décrivent –  Le mettre en mémoire

•  Lui allouer un espace –  L'exécuter...

•  Gestion du clavier par ce programme? •  Gestion de l'écran ?


Un ordinateur contient… •  un ou plusieurs processeurs, •  une mémoire principale, •  des horloges, •  des terminaux, •  des disques, •  des interfaces de connexion à des réseaux, •  et des périphériques d'entrées/sorties. à La complexité évidente du matériel implique la

réalisation d'une machine virtuelle qui gère le matériel : c'est le système d'exploitation.


Un ordinateur contient…

•  Dispositifs physiques : ils se composent de circuits intégrés, de fils électriques, de périphériques physiques ...

•  Microprogramme : c'est un logiciel de contrôle des périphériques (interprête).

•  Langage machine : C'est un ensemble (entre 50 et 300) d'instructions élémentaires (ADD, MOVE, JUMP) pour effectuer le déplacement des données, des calculs, ou la comparaison de valeurs.

•  Système d'exploitation : c'est un ensemble d'instructions plus simples, comme LIRE UN BLOC DU FICHIER.


Deux catégories de logiciels •  Les programmes systèmes pour le fonctionnement des

ordinateurs, •  Les programmes d'application qui résolvent les

problèmes des utilisateurs. •  Le programme « système d'exploitation » est le

programme fondamental des programmes systèmes. Il contrôle les ressources de l'ordinateur et fournit la base sur laquelle seront construits les programmes d'application.

•  Deux modes de fonctionnement : –  Le mode noyau ou superviseur (accès à l’ensemble des

ressources de la machine sans restrictions) –  le mode utilisateur (accès qu’aux données qui lui ont été

affectées, compilateur, éditeur, programmes utilisateurs ...).


Un système d’exploitation… •  C’est le logiciel le plus important de la machine puisqu’il

fournit : –  une gestion des ressources de la machine : processeurs, mémoire,

disques, horloges, périphériques, communication inter-processus et inter-machines.

–  une base pour le développement et l’exécution de programmes d’application.

à  deux fonctions : –  une machine virtuelle

Son rôle est de masquer des éléments fastidieux liés au matériel,

–  un gestionnaire de ressources •  l'ordonnancement et le contrôle de l'allocation des processeurs, des

mémoires et des périphériques d'E/ S entre les différents programmes qui y font appel.


Un système d’exploitation… •  Fonctions :

– Services « visibles » •  Interface utilisateur •  Accès aux périphériques •  Gestion des disques •  Lancement des programmes

– Services « cachés » •  Partage du processeur •  Partage de la mémoire •  Gestion d'événements •  Mécanismes de synchronisation entre les programmes


Historique


Historique

•  Il n'existait pas de système d'exploitation. •  Les utilisateurs travaillaient chacun leur tour sur

l'ordinateur qui remplissait une salle entière. •  Ils étaient d'une très grande lenteur. •  Ils étaient d'une très grande fragilité.

La 1ère génération (1945 1955) : les tubes à vide et les cartes enfichables.


Historique

•  Le passage aux transistors rendait les ordinateurs plus fiables. •  Ils pouvaient être vendus à des utilisateurs (grandes

compagnies, université ou administrations. •  Mais devant les coûts d'équipement élevés, on réduisait

les temps grâce au traitement par lots. •  Les utilisations principales étaient le calcul scientifique et

l'ingénierie (équations différentielles). •  Apparition des langages FORTRAN et assembleur. •  Apparition des systèmes d'exploitation (SE) :

–  FMS (Fortran Monitor System) –  et IBSYS (IBM 7094).

La 2ème génération (1955 1965) : les transistors et le traitement par lots.


Historique

•  Amélioration des coûts et des performances (circuits intégrés). •  Une famille d'ordinateurs compatibles entre eux. •  Une seule architecture et un même jeu d'instructions. •  Des ordinateurs uniques pour les calculs scientifiques et

commerciaux. •  Apparition du spoule (spool, Simultaneous Peripheral Operation

On Line) pour le transfert des travaux des cartes vers le disque. •  Apparition de la multiprogrammation (partitionnement de la

mémoire pour des tâches différentes). •  Mais, un système d'exploitation énorme et très complexe pour

satisfaire tous les besoins (plusieurs millions de lignes d'assembleur).

La 3ème génération (1965 1980) : les circuits intégrés et la multiprogrammation.


Historique

•  Apparition du partage de temps, une variante de la multiprogrammation (chaque utilisateur possède un terminal en ligne) ; naissance du système MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service) pour ordinateur central.

•  Apparition des miniordinateurs (DEC PDP1 en 1961, 4K mots de 18 bits, pour un prix de 120 000 $).

•  K. Thompson écrivit une version simplifiée (monoutilisateur) de MULTICS ; B. Kernighan l'appela avec humour UNICS (Uniplexed Information and Computer Service) ; ce nom allait devenir UNIX.

•  D. Ritchie se joignit à K. Thompson pour réécrire UNIX en langage C ; ce système d'exploitation a été le plus porté sur toutes sortes de machine.

La 3ème génération (1965 1980) : les circuits intégrés et la multiprogrammation.


Historique

•  Ils sont dû au développement des circuits LSI (Large Scale Integration) contenant des centaines de transistors au cm2.

•  Ils ont la même architecture que les miniordinateurs mais leur prix est beaucoup moins élevé.

•  Il existe deux systèmes d'exploitation principaux : MSDOS (Microsoft Inc.) et UNIX. MSDOS intègre petit à petit des concepts riches d'UNIX et de MULTICS.

•  Dans le milieu des années 80, on voit l' apparition de réseaux d'ordinateurs individuels qui fonctionnent sous des systèmes d'exploitation en réseau ou des systèmes d'exploitation distribués.

La 4ème génération (1980 1990) : les ordinateurs personnels.


Historique

•  Apparition des PIC (Personal Intelligent Communicator de chez Sony) et des PDA (Personal Digital Assistant, comme le Newton de chez Apple), grâce à l'intégration des composants et l'arrivée des systèmes d'exploitation de type « micronoyau ».

•  Ils sont utiles pour les « nomades » et les systèmes de gestion des informations (recherche, navigation, communication).

•  Ils utilisent la reconnaissance de caractère (OCR) et les modes de communication synchrone et asynchrone (mode messagerie).

•  Très bon marché, ils sont capables de se connecter à des ordinateurs distants et performants.

•  Les systèmes d'exploitation de type « micronoyau » sont modulaires (un module par fonction) ; ils peuvent être réalisés avec plus ou moins de modules et donc adaptables à des très petites machines (PDA et PIC).

La 5ème génération (1990 ????) : les ordinateurs personnels portables et de poche.


Différentes classes de systèmes


Programme et leur environnement d’exécution �� •  Comment le système d'exploitation peut invoquer un

programme ?

Registre = une case mémoire de plusieurs bits dans un microprocesseur. Compteur ordinal ou pointeur d'instruction = le registre qui contient l'adresse mémoire de l'instruction en cours d'exécution ou prochainement exécutée (cela dépend de l'architecture). Une fois l'instruction chargée, il est automatiquement incrémenté pour pointer l'instruction suivante.


Classification des SE

OpenVMS (Open Virtual Memory System) anciennement VAX-11/VMS, VAX/VMS ou (officieusement) VMS est un système d’exploitation propriétaire créé par DEC en 1977 pour ses ordinateurs VAX. OpenVMS est réputé pour sa stabilité et sa sûreté, bien que l'on ne sache pas vraiment si cette réputation est due à ses qualités propres ou à sa rareté qui le mettrait à l'abri de la majorité des "pirates". Système très répandu avant la vague UNIX, OpenVMS est le plus souvent employé au sein de systèmes bancaires, militaires ou industriels.


Besoins pour un SE ��multi-tâche et multi-utilisateur

•  Identification des usagers •  Partage du processeur •  Partage de la mémoire •  Accès aux composants matériel •  Partage de l'écran/clavier (périphériques) •  Présentation multi-fenêtrage •  Partage du disque •  Système de repérage des fichiers

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