LIF12-Systèmes d Exploitation

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1 LIF12-Systèmes d Exploitation J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico séance 1-1/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-1/15

2 : Systèmes d Exploitation Qu est ce que c est? A quoi ça sert? Comment ça marche? Comment on l utilise? - 2/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-2/15

3 Qu est ce que c est? pas les fenêtres, ni les icones, ni le traitement de texte, ni le navigateur internet, ni le mail, etc.? littéralement : ce qui permet d utiliser la machine. Couche présentation pour l interaction avec le ou les utilisateurs (bibliothèque «système», Shell, graphique, aucune) Noyau pour gérer la machine (kernel) - 3/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-3/15

4 Exemple Que se passe-t-il lorsque l on branche une clé USB? - 4/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-4/15

5 Exemple Que se passe-t-il lorsque l on branche une clé USB? Le noyau perçoit linux / - 4/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-4/15

6 Exemple Que se passe-t-il lorsque l on branche une clé USB? Le noyau perçoit le nouveau matériel linux / drivers/ - 4/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-4/15

7 Exemple Que se passe-t-il lorsque l on branche une clé USB? Le noyau perçoit le nouveau matériel de type usb linux / drivers/ usb/ - 4/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-4/15

8 Exemple Que se passe-t-il lorsque l on branche une clé USB? Le noyau perçoit le nouveau matériel de type usb pour le stockage linux / drivers/ usb/ storage/ - 4/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-4/15

9 Exemple Que se passe-t-il lorsque l on branche une clé USB? Le noyau perçoit le nouveau matériel de type usb pour le stockage et émule un disque scsi linux / drivers/ usb/ storage/ scsiglue.c - 4/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-4/15

10 et alors? La clef est traitée comme un disque (amovible). On peut le formater, lire et écrire des fichiers. Pourtant une clé USB n est pas vraiment un disque dur? le seul élément courant que l utilisateur manipule : installation d un driver. - 5/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-5/15

11 Utilisateurs Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

12 Utilisateurs Applications Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

13 Utilisateurs Applications Fichiers Mémoire E/S Processus / Thread Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

14 Utilisateurs Applications Fichiers Mémoire E/S Processus / Thread Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

15 Utilisateurs Applications Espace Utilisateur Espace Noyau Bibliothèques Fichiers Mémoire E/S Processus / Thread Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

16 Espace Utilisateur Espace Noyau Utilisateurs Applications Bibliothèques Fichiers Mémoire E/S Processus / Thread Système d exploitation Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

17 Espace Utilisateur Espace Noyau appel systeme Utilisateurs Applications Bibliothèques Fichiers Mémoire E/S Processus / Thread Système d exploitation Matériel - 6/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-6/15

18 Fonctionalités Un système d exploitation doit fournir : À l utilisateur/programmeur une machine virtuelle Vue unifiée du matériel (mémoire, disque, carte réseau, carte graphique) Des objets abstraits (fichiers, répertoires, utilisateurs, processus, threads) Gestion des droits (authentification, droits d accès, facturation) Au matériel Gestion des ressources (conflit d accès, ordonancement) Protection contre la mauvaise utilisation (Mode noyau/ mode utilisateur) 2 niveaux de fonctionnements = 2 parties Utilisateur (sans accès au matériel) Noyau (avec l accès) Un moyen de passer de l un a l autre les appels systèmes - 7/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-7/15

19 Fonctionalités Un système d exploitation doit fournir : À l utilisateur/programmeur une machine virtuelle Vue unifiée du matériel (mémoire, disque, carte réseau, carte graphique) Des objets abstraits (fichiers, répertoires, utilisateurs, processus, threads) Gestion des droits (authentification, droits d accès, facturation) Au matériel Gestion des ressources (conflit d accès, ordonancement) Protection contre la mauvaise utilisation (Mode noyau/ mode utilisateur) 2 niveaux de fonctionnements = 2 parties Utilisateur (sans accès au matériel) Noyau (avec l accès) Un moyen de passer de l un a l autre les appels systèmes - 7/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-7/15

20 Fonctionalités Un système d exploitation doit fournir : À l utilisateur/programmeur une machine virtuelle Vue unifiée du matériel (mémoire, disque, carte réseau, carte graphique) Des objets abstraits (fichiers, répertoires, utilisateurs, processus, threads) Gestion des droits (authentification, droits d accès, facturation) Au matériel Gestion des ressources (conflit d accès, ordonancement) Protection contre la mauvaise utilisation (Mode noyau/ mode utilisateur) 2 niveaux de fonctionnements = 2 parties Utilisateur (sans accès au matériel) Noyau (avec l accès) Un moyen de passer de l un a l autre les appels systèmes - 7/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-7/15

21 Fonctionalités Un système d exploitation doit fournir : À l utilisateur/programmeur une machine virtuelle Vue unifiée du matériel (mémoire, disque, carte réseau, carte graphique) Des objets abstraits (fichiers, répertoires, utilisateurs, processus, threads) Gestion des droits (authentification, droits d accès, facturation) Au matériel Gestion des ressources (conflit d accès, ordonancement) Protection contre la mauvaise utilisation (Mode noyau/ mode utilisateur) 2 niveaux de fonctionnements = 2 parties Utilisateur (sans accès au matériel) Noyau (avec l accès) Un moyen de passer de l un a l autre les appels systèmes - 7/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-7/15

22 conclusion pas visible pour l utilisateur (à part le logo au démarrage), pas vraiment visible pour un programmeur niveau L3... n ayant pas encore suivi l UE! Il est nécessaire de connaître le fonctionnement général d un système Le système impose des limites droit d accès (site web, installation XP ou Vista) système de fichier (clef USB, racine) Programmation «avancée»(client serveur, multi-thread...) Administration - 8/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-8/15

23 processeur, combien, combien de coeurs par processeur? mémoire, combien, quelle vitesse? disques, combien, quelle organisation, quel bus, quel contrôleur? réseau, wifi, périphériques : carte graphique, clavier, souris, USB, imprimante, webcam, etc... évolution rapide : de plus en plus de choses à gérer. Pour commencer : processeur, mémoire, entrées / sorties texte (console ou fichier). - 9/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-9/15

24 Processeurs rappels : possibilité d exécuter plusieurs «choses»en même temps, registres, compteurs d instructions, pile, caches de données, d instructions, communication avec le reste de la machine : transferts de données avec les périphériques par le bus (en général), horloge. déroutement sur événements externes : interruption La plupart du temps 2 modes de fonctionnement utilisateur (instructions limités) ou noyau (instructions étendues) - 10/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-10/15

25 Mémoires plusieurs types et quantités de mémoires : plusieurs vitesses / débits / latences : dans le processeur : registre, cache L1, dans la machine : L2, mémoire centrale. Disques le système gère la hiérarchie de mémoires : registres < cache L1 << cache L2 << mémoire - 11/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-11/15

26 Entrées / Sorties plusieurs types de périphériques : transferts par octets, transferts par blocs, transferts immédiats le processeur traite les octets un par un, transferts différés, par DMA. dans tous les cas, nécessité d une horloge pour synchroniser et cadencer les différents éléments (asservissement des débits) détection des changements d états des composant : consultation régulières des registres d états (polling) ou déroutement déclenché par le composant lorsqu il change d état (interruption) - 12/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-12/15

27 Conclusion complexe! le premier rôle du système est de gérer tout ça, et de le rendre facilement accessible au programmeur. mais : le système doit être robuste / fiable et efficace (selon les critères choisis)! - 13/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-13/15

28 Bibliographie Les livres Andew Tanenbaum. Systèmes d exploitation. Pearson, Joffroy Beauquier et Béatrice Bérard. Systèmes d exploitation. McGraw-Hill, Les sites F. Pellegrini et D. Sherman. «Système d exploitation». ENSEIRB, D. Revuz. «Cours Système». Université de Marne-la-vallée, feb Cyril Drocourt. «Programmation Systeme». IUT d Amien, David Decotigny et Thomas Petazzoni. «SimpleOS». Gnu Linux Magazine - diamond editions, /15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-14/15

29 Exemple - 15/15 J.C. Iehl/J.Bonneville/F. Rico LIF12-15/15