Système d Exploitationd

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1 Institut supérieur d informatique d de Mahdia Système d Exploitationd Yousri Kessentini /2015 Y. Kessentini 1

2 Présentation Matière Système d Exploitation (SE) Operating System (OS) Objectif Apprendre les aspects externe et interne d un ordinateur Comment l utiliser (Exploitation) Comment il fonctionne (Gestion) Systèmes d Exploitation 2

3 PARTIE 1 Exploitation d un ordinateur Systèmes d Exploitation 3

4 Système d exploitation d (SE) Ce que vous voyez et ce que vous ne voyez pas: Fournit l interface usager/machine: Masque les détails du matériel aux applications Contrôle l exécution des applications Le fait en reprenant périodiquement le contrôle de l UCT Dit à l UCT quand exécuter tel programme Optimise l`utilisation des ressources pour maximiser la performance du matériel Systèmes d Exploitation Ch. 1 4

5 Pourquoi étudier les SE? Logiciel très important tout programme roule sur un SE interface usager-ordinateur Les SE utilisent beaucoup d algorithmes et structures de données intéressants Les techniques utilisées dans les SE sont aussi utilisées dans nombreuses autres applications informatiques il faut les connaître Systèmes d Exploitation Ch. 1 5

6 Système d exploitation Wikipedia: Le système d'exploitation (SE, en anglais Operating System ou OS) est un ensemble de programmes responsables de la liaison entre les ressources matérielles d'un ordinateur et les applications de l'utilisateur (traitement de texte, jeu vidéo, ) Il fournit aux programmes applicatifs des points d'entrée génériques pour les périphériques Systèmes d Exploitation

7 Rôles du SE Le maître d orchestre: essentiel pour utiliser les ressources de la machine gestion de la mémoire centrale gestion des processeurs: temps de calcul entre plusieurs programmes qui s exécutent simultanément gestion des périphériques: E/S gestion des fichiers: sur les mémoires de masses gestion des ressources: attribution des ressources nécessaires exécution du programme sans empiétement gestion des utilisateurs: pas d interférence entre eux Systèmes d Exploitation

8 Composition Un système d'exploitation est typiquement composé de : un noyau bibliothèques dynamiques (libraries) un ensemble d'outils système (utilitaires shell) programmes applicatifs de base Systèmes d Exploitation

9 Composition Systèmes d Exploitation

10 Introduction (1) Structure d un ordinateur 2 Parties Matérielle ou Hardware Logicielle ou Software Partie Hardware Composants physiques Processeur, Mémoire, Ecran, Disque, Systèmes d Exploitation 10 10

11 Introduction (2) Partie Software Système d exploitation Dos, Windows, Unix, Linux, MacOS, Logiciels de base Indispensables pour exploiter un ordinateur Noyau du système (système minimal) Chargé en MC à partir du disque à la mise en ON Systèmes d Exploitation 11 11

12 Introduction (3) Logiciels d application Suite MSOffice WinWord, Excel, Powerpoint, OpenOffice Equivalent de MSOffice pour Unix (Linux) Navigateurs Web Divers applicatifs Skype, Jeux, Graveurs, Inscriptions en ligne, Chargés en MC uniquement lors de leur utilisation Systèmes d Exploitation 12 12

13 Hardware (1) Composants Physiques Processeur Unité d exécution Exécute des instructions machine Instructions codées en langage binaire 2 grandes familles non compatibles INTEL MOTOROLA Vitesse d exécution (Horloge) Exemple: 3.5 Ghz Systèmes d Exploitation 13 13

14 Hardware (2) Mémoire centrale ou RAM Unité de mémorisation temporaire Volatile Perd son contenu en cas de coupure d alimentation Taille Exemple: 1Go (Giga Octet) Vitesse Temps nécessaire pour lire ou écrire une information en mémoire Existence d autres mémoires (cache, ) Systèmes d Exploitation 14 14

15 Hardware (3) Périphériques Tout composant physique autre que le processeur et la mémoire centrale Ecran, Clavier, Disque, CD, Souris, Manette de jeu, Imprimante, Clé USB, Modem, Web Cam, Chacun a ses propres caractéristiques Ressources Physiques Ensemble des composants physiques d un ordinateur Systèmes d Exploitation 15 15

16 Exploitation Utilisation d un ordinateur Système d exploitation Lien entre utilisateur et un ordinateur INTERFACE Faciliter l utilisation d un ordinateur Logiciels (Applicatifs) En plus de l OS, certains sont fournis gratuitement Les autres sont achetés et/ou développés Systèmes d Exploitation 16 16

17 Notion de Programme Programme Décrit une logique de résolution d un problème Problème Algorithme Programme Ecrit dans un langage bien défini Partie syntaxique (forme) Dépend du langage Doit être respectée sinon erreurs Programme = Donnée + Instructions Systèmes d Exploitation 17 17

18 Etapes de Programmation (1) Etapes de mise en œuvre d un programme Edition Outils nécessaires Langage de programmation Editeur de texte Résultat de l édition Programme source Systèmes d Exploitation 18 18

19 Etapes de Programmation (2) Compilation (ou interprétation) Analyse syntaxique du programme source Détection d erreurs syntaxiques Correction et recompilation Analyse sémantique Traduire le programme source (Règles sémantiques) Résultat Programme objet ou exécutable Programme objet : programme non exécutable dans l état et nécessite une étape supplémentaire (Edition de Liens) Programme exécutable : est dans une forme directement exécutable Systèmes d Exploitation 19 19

20 Etapes de Programmation (3) Edition de liens Etape de résolution des liens entre programmes compilés séparément Prend plusieurs programmes objets (fichiers) pour les rassembler et produire un programme exécutable (fichier exécutable) Résultat Programme exécutable Systèmes d Exploitation 20 20

21 Etapes de Programmation (4) Chargement + Exécution Réalisées par un programme (câblé) du système appelé CHARGEUR Détermination de l adresse de chargement en MC Chargement du code exécutable en MC à l adresse définie par le chargeur Lancement de l exécution Systèmes d Exploitation 21

22 Systèmes d Exploitation 22 22

23 Utilisation d un d OS L OS interagit avec différentes entités Utilisateurs Programmes des utilisateurs Logiciels d'application Systèmes d Exploitation 23 23

24 Bibliothèques (1) Présentation Bibliothèques logicielles (Librairies) Rassembler des fonctions (pré-compilées) en un fichier prêt à l emploi Intérêt Fonction à usage général Exemple: Fonctions d entrée/sortie (stdio.h) Ne pas réécrire du code qui a été déjà écrit et testé (réutilisation) Systèmes d Exploitation 24

25 Bibliothèques (2) Types Bibliothèques statiques Réutilisées par un programme S intègrent durant l édition de liens Bibliothèques dynamiques Réutilisées par un programme Leur édition de liens a été déjà faite Incorporées aux programmes au moment de leur exécution Systèmes d Exploitation 25

26 Bibliothèques (3) Exemples de bibliothèques statiques Windows Fichiers d extension *.h (stdio.h) Unix Fichiers d extension *.lib ou *.a Exemples de bibliothèques dynamiques Windows Fichiers *.dll (Dynamically Linkable Library) Unix Fichiers *.so (Shared Object) Systèmes d Exploitation 26

27 Interactions Utilisateur-Syst Système (1) Deux modes d interaction Mode Commande ou Mode Texte Processus cyclique Le système accepte une commande de l utilisateur Il analyse la commande de l utilisateur Il interprète la commande et renvoie le résultat à l utilisateur ou un message d erreur Connaître un langage de commandes Utilisation d un interpréteur de commandes : SHELL Systèmes d Exploitation 27 27

28 Interactions Utilisateur-Syst Système (2) Mode Graphique Ecran Fenêtre d interaction (Window) Utilisation de menus et de la souris Mode ergonomique A la portée de tout le monde Systèmes d Exploitation 28 28

29 Interactions Programme-Syst Système Point de vue programmation Système Ensemble de fonctions (services) utilisées par les programmes utilisateurs Appelées dans les programmes utilisateurs Format d appel prédéfini Fonctions de base (printf, scanf, malloc, ) Fonctions avancées (syscall, ) Systèmes d Exploitation 29 29

30 Exécution de programmes (1) Exécution des programmes Fonction réalisée par un processeur Deux types de programmes qu il faudra différencier Système Utilisateur Systèmes d Exploitation 30 30

31 Exécution de programmes (2) Mode Système Privilégié, Maître, Master, Superviseur, Système Réservé aux programmes du système Caractéristiques Accès à tout l espace de la mémoire Exécution de toutes les instructions du processeur (Jeu d instructions) Fonctions du système peuvent être utilisées par les programmes utilisateurs mais de manière indirecte (appelées avec des instructions privilégiées spéciales -) Appel Système Pas de possibilité d exécuter directement une fonction système Systèmes d Exploitation 31 31

32 Exécution de programmes (3) Mode Programme Non privilégié, Esclave, Slave, Utilisateur, User, Programme Mode d exécution des programmes utilisateurs Restrictions Accès limité à la mémoire (limites de l espace alloué au programme) Utilisation partielle de l ensemble du jeu d instructions du processeur Systèmes d Exploitation 32 32

33 OS Jeu d instructions Processeur Mode Programme Mode Système Systèmes d Exploitation 33 33

34 Logiciels (1) Deux catégories de logiciels Logiciels de base Logiciels d application Logiciels de base (OS) Noyau (Kernel) Fonctions minimales d un OS Indépendantes de toute application ou mode d utilisation d un ordinateur Chargé en mémoire centrale lors du démarrage Systèmes d Exploitation 34 34

35 Logiciels (2) Ensemble de services Extension du noyau Complètent un système (hors noyau) Utilisables à la demande (besoins) Résident en permanence sur disque Chargés en mémoire centrale sur demande Logiciels d'application Répondre à des besoins spécifiques Achetés et/ou développés Systèmes d Exploitation 35 35

36 Applications et services (1) Applications Ensemble de programmes (logiciels) Fournissent des fonctions spécifiques Traitement de texte, tableur, logiciel de dessins, logiciel de vidéo, etc. Gestion des inscriptions, Paiement électronique, etc. Pré-installés ou installation par procédure spéciale Setup, Install, Systèmes d Exploitation 36 36

37 Applications et services (2) Services Ensemble de programmes Gèrent des ressources ou des événements Comptes utilisateurs, réseau, gestion des impressions, etc. Lancés automatiquement ou manuellement Exemple: Antivirus Réveillés régulièrement ou à la suite de l arrivée d événements spécifiques Réception de courrier électronique, MAJ logiciels Systèmes d Exploitation 37 37

38 Modes d'exploitation Plusieurs modes d exploitation d un ordinateur Mono-utilisateur Machine individuelle Pas de partage Multi-utilisateurs Machine accessible par plusieurs utilisateurs Utilisateurs connectés à une machine Partage des ressources de la machine Systèmes d Exploitation 38 38