ASR3. Chap. 1 Notion de système d'exploitation

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1 ASR3 Partie 1 Introduction Chap. 1 Notion de système d'exploitation Arnaud Clérentin, IUT d Amiens, département Informatique

2 Plan Plan 1- Qu'est-ce qu'un SE 2- Caractéristiques d'un SE 3- Le noyau 4- La notion de logiciel libre 5- Les SE actuels

3 Introduction Ordinateur : composants électroniques dans une boite en tôle!

4 Introduction écran écran (moniteur) (moniteur) unité unité centrale centrale périphériques périphériques imprimante modem scanner enceintes...

5 Dans la boîte : carte cartemère mère Disques Disquesdurs durs processeur processeur alimentation alimentation le s r ve ut a h

6 La carte mère AGP AGP (carte (carte graphique) graphique) cartes cartes SATA SATA (disques) (disques) IDE IDE (disques) (disques) connecteurs connecteurs usb,vga,réseau... usb,vga,réseau... emplacement emplacement ventilateur ventilateur slot slot processeur processeur mémoire mémoire

7 Le processeur - Familles :. x86 : Intel, AMD (PC et Macintosh depuis 2006). PowerPC : Motorola et IBM (Mac 2006, Wii, PS3 et Xbox). Sparc : stations de travail Sun. IA64 : développés par HP et Intel pour les serveurs HP

8 La mémoire vive (RAM) - 1 Go 1 milliard d'octets - Rapide mais volatile

9 Le disque dur - Capacité : 4 To = o - Fabricants : Hitachi, Samsung, Seagate, Western Digital, Toshiba

10 Les cartes carte graphique carte réseau carte USB A noter : de plus en plus intégrés à la carte mère.

11 Le bus - Relie les différents composants informatiques pour qu'ils puissent communiquer mémoire vive processeur bus sur la carte mère carte graphique Disque dur moniteur

12 Introduction Fonctionnement cohérent et harmonieux de ces composants non inné Donc nécessité d un coordinateur : le système d'exploitation (SE ou OS) Sans SE, impossible d'utiliser un ordinateur!

13 Définition Wikipédia : SE = ensemble de programmes responsables de la liaison entre les ressources matérielles d un ordinateur et les applications informatiques de l utilisateur (traitement de texte, jeux vidéo, etc ) Un noyau (cf. supra) Des bibliothèques (cf. ASR4) Des outils système Gestion de l'ordinateur, du réseau, des utilisateurs, etc... Des logiciels de base Calculatrice, éditeur de texte, navigateur web...

14 Rôles d un SE Rôle 1 : gérer les ressources Assurer aux tâches une bonne répartition des ressources de l ordinateur aux différentes tâches et utilisateurs applications traitement de texte navigateur web jeu vidéo? système d'exploitation Linux matériel

15 Rôles d un SE Rôle 2 : masquer la complexité du matériel au programmeur

16 Simplifier l'accès au matériel programmeur «dessine une ligne» système d'exploitation pilote Commande 4A2 avec les registres 73 et 0C carte graphique

17 Plan Plan 1- Qu'est-ce qu'un SE 2- Caractéristiques d'un SE 3- Le noyau 4- La notion de logiciel libre 5- Les SE actuels

18 Caractéristiques d un SE Mono/multi-utilisateurs Multi-utilisateurs : plusieurs personnes peuvent travailler en même temps sur la même machine Interaction au travers d'un terminal (ou console) Physiquement connecté : machine dite «multi-poste» Connexion distante : par le réseau

19 Caractéristiques d un SE Multi-utilisateurs via des terminaux

20 Caractéristiques d un SE Multi-utilisateurs via des terminaux et via le réseau Le réseau

21 Caractéristiques d un SE Mono/multi-tâches Multi-tâches : plusieurs logiciels peuvent fonctionner en même temps sur une même machine On peut surfer sur le web en écoutant un MP3

22 Caractéristiques d un SE Les SE multi-tâches actuels sont préemptif Le SE gère l'accès des programmes aux ressources de la machine } traitement de texte navigateur web? musique mp3 chacun son tour! un seul processeur!

23 Le multi tache préemptif Les programmes en cours d'exécution sont stockés dans une file d'attente Ils accèdent chacun leur tour aux ressources de la machine......puis retourne en file d'attente Ce va-et-vient est géré par l'ordonnanceur (scheduler) } traitement de texte navigateur web musique mp3?

24 Caractéristiques d un SE Multi-processeurs La machine comporte plusieurs processeurs Intérêts : Puissance de calcul plus importante Disponibilité (en cas de panne d'un processeur) Par exemple : IBM BlueGene/L : processeurs PowerPC La machine la plus puissante d'europe : IBM BlueGene/Q Juqueen (Forschungszentrum Juelich Allemagne) : coeurs La machine la plus puissante du monde : Tianhe-2 développé par une université chinoise : coeurs

25 IBM BlueGene/L Utilisation : - Simuler le repliement des protéines dans le cadre de recherche en génétique - Analyse en temps réel de signaux radio astronomiques dans le cadre des recherches sur l'origine de l'univers SE : Unix/AIX

26 Caractéristiques d un SE Processeur multi-coeurs Le processeur possède plusieurs unités de calcul : les coeurs Intérêts : Puissance de calcul plus importante avec consommation moindre Possibilité de vrai parallélisme sur un ordinateur monoprocesseur

27 Caractéristiques d un SE SE embarqués Conçus pour fonctionner sur des machines de petite taille avec une autonomie réduite Exemples d'application : PDA, robots, système médicaux, automobile... Deux caractéristiques Gérer l'énergie de manière avancée Fonctionner avec des ressources limitées Exemples : Windows CE, PalmOS

28 Caractéristiques d un SE Temps réel Le respect des contraintes temporelles est essentiel Exemples d'application Domaine aéronautique Contrôle de process industriels suivant leur vitesse d'évolution Exemples : QNX et LynxOS

29 Les interfaces de travail

30 II- La ligne de commande terminal On tape au clavier une commande On appuie sur la touche <Entrée> La commande s'exécute Parfois, la commande répond au format texte

31 III- Interface graphique vs ligne de commande interface graphique - plus simple - non informaticiens - rigide [dupond@r10102 ~/public_html]# cd.. [dupond@r10102 ~]# cd zozozo bash: cd: zozozo: Aucun fichier ou répertoire de ce type [dupond@r10102 ~]# cd /etc [dupond@r10102 /etc]# cd [dupond@r10102 ~]# cd /etc [dupond@r10102 /etc]# cd ~ [dupond@r10102 ~]# cd /etc [dupond@r10102 /etc]# cd ~/public_html ligne de commande - plus compliqué à apprendre - informaticiens, professionnels - beaucoup plus puissant - possibilité de programmation - flexible

32 Plan Plan 1- Qu'est-ce qu'un SE 2- Caractéristiques d'un SE 3- Le noyau 4- La notion de logiciel libre 5- Les SE actuels

33 Le noyau Programme chargé des missions essentielles du SE Communication entre logiciels et matériel Chargement et exécution des programmes Allocation des ressources nécessaires à leur fonctionnement Gestion du matériel Mémoire, processeur, unités de stockage, clavier, écran... C'est un gros programme... Noyau Linux = lignes de code chargé au démarrage (boot) de la machine

34 Plan Plan 1- Qu'est-ce qu'un SE 2- Caractéristiques d'un SE 3- Le noyau 4- La notion de logiciel libre 5- Les SE actuels

35 Notion de logiciel libre Caractéristique essentielle : Le code source du logiciel est disponible afin que chacun l améliore et le redistribue à la communauté Un logiciel libre répond à la licence GPL (GNU General Public License)

36 Code source / binaire exécutable Code source «recette» #include <stdio.h> int main() { printf( Bonjour\n ); exit(0); } Code binaire «plat cuisiné» Langage de programmation Instructions machine Écrit par un programmeur Exécutées par un ordinateur

37 La licence GPL Rédigée par Richard Stallman : Liberté 0 : liberté d'exécuter le logiciel pour n'importe quel usage Liberté 1 : liberté d'étudier le fonctionnement d'un programme Liberté 2 : liberté de redistribuer des copies Liberté 3 : liberté d'améliorer le programme et de rendre publiques les modifications afin que l'ensemble de la communauté en bénéficie Les libertés 1 et 3 impliquent que le code source est disponible C'est la différence avec les freewares

38 Résumé LIBRE FREEWARE GRATUIT UTILISER OUI OUI COPIER OUI OUI OUI SAUF COPIE DE SAUVEGARDE ÉTUDIER OUI NON NON NON MODIFIER OUI NON NON NON SHAREWARE LIMITE TEMPORELLE OU FONCTIONNELLE PROPRIETAIRE LIMITE SELON LICENCE D'UTILISATION NON

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40 Les qualités des logiciels libres Faible coût Intéressant pour les pays du tiers monde Pas de brevet téléchargement légal Développement coopératif code bien rédigé et bien documenté Grand nombre de développeurs qualité et réactivité Grand nombre d'utilisateurs faisant remonter les défauts Notion «d'utilisacteur» Respect des standards internationaux WWWC pour Mozilla Firefox ISO OpenDocument pour LibreOffice et OpenOffice.org

41 Les qualités des logiciels libres (II) Sécurité supérieure Sources disponibles sécurité meilleure Pas de «sécurité à l'obscurité» Indépendance vis à vis de Microsoft et des Etats Unis Pérennité des logiciels

42 Le projet GNU But : création d un SE complet libre Initié en 1984 par Richard Stallman Dans le cadre de la Free Software Foundation (FSF) Basé pour l'instant sur le noyau Linux, en attendant le noyau GNU Hurd

43 Logiciels libres issus du projet GNU Des logiciels sont d ores et déjà disponibles : Gcc, compilateur C-C++, Ada et Fortran (U+W) Emacs, éditeur de texte (U+W) Make, pour automatiser la compilation (U) Perl, langage de script (U+W) Bison et flex, analyseurs lexicaux et syntaxiques (U) The Gimp, logiciel de dessin (U+W) GNU debugger, débogueur C, C++ et Fortran (U) Gnome, interface graphique (U) Gnash : visualisateur d'animations Flash

44 Le cas Linux Noyau libre créé en 1991 par Linus Torsvald Maintenu depuis par de nombreux internautes bénévoles et par des entreprises A la base de nombreuses distributions GNU/Linux

45 Le cas Linux Message posté par L. Torswald en 1991 dans le groupe de discussion comp.os.minix : «Hello everybody out there using minix - I'm doing a (free) operating system (just a hobby, won't be big and professional like gnu) for 386(486) AT clones.»

46 Les distributions basées Linux

47 Comment installer une distribution Linux? Distributions Linux disponibles sous la forme d'image CD/DVD ISO Télécharger depuis Internet et graver sur un support C'est une image bootable : insérer le support dans le lecteur et un programme d'installation se lance Très simple, souvent en mode graphique Pas standard, dépend du type de distribution

48 Utiliser Linux sans l'installer Utiliser un livecd... Télécharger depuis Internet un fichier image Graver sur un support Booter sur le CD Exemples : Knoopix, Mandriva One, Ubuntu ou une clé liveusb Acheter une clé toute prête (Mandriva LiveUSB) S'en fabriquer une (compliqué)

49 Quelques logiciels libres The GIMP (GNU Image Manipulation Program) Un logiciel libre «coup de tonnerre» Fonctionnalités : Retoucher des photos (redimensionner, cadrer, zoomer...) Isoler des éléments grâce aux sélections Décomposer une image en calques Réaliser des photomontages Maîtriser les couleurs et l'exposition Transformer des images (perspectives, flous...)

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53 La suite Mozilla Mozilla Firefox (u+w)

54 La suite Mozilla Mozilla Thunderbird (u+w)

55 La suite Mozilla Mozilla Sunbird

56 KompoZer Créateur de pages web

57 SeaMonkey ChatZilla

58 Apache OpenOffice / LibreOffice (U+W)

59 Apache OpenOffice / LibreOffice Équivalent libre de Microsoft Office Points marquants Utilise le standard OASIS OpenDocument Compatible avec les formats Microsoft Office Permet l'exportation en format pdf Anecdotes : OpenOffice en France Suite bureautique officielle des Douanes, de la gendarmerie Française et du ministère de la Culture Migration de postes de l'administration centrale en 2007 Janvier 2007 : postes chez PSA Peugeot-Citroën Eté 2007 : suite officielle de l'assemblée Nationale

60 La suite LibreOffice Traitement de Texte Writer

61 La suite LibreOffice Tableur Calc

62 La suite LibreOffice Présentation Impress

63 La suite LibreOffice Base de données Base

64 La suite LibreOffice Dessin Draw

65 Des logiciels libres Ekiga (U+W) Téléphonie et visioconférence Par internet

66 Des logiciels libres Gossip

67 Des logiciels libres amsn : équivalent libre de Windows Live Messenger chat, webcam... Compatible avec Messenger Il existe aussi Pidgin

68 Des logiciels libres FileZilla (U+W) Transfert de fichiers via le réseau

69 Grisbi (U+W)

70 Celestia

71 Celestia Io, Europe et Jupiter

72 Blender, suite d'animation/modélisation 3D Utilisé notamment pour les effets spéciaux de «Vendredi ou un autre jour» et «Le masque de la mort rouge»

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76 Scribus, logiciel de PAO

77 Totem, lecteur multimédia sous Unix (y compris DVD)

78 K3b Logiciel de gravure CD/DVD Acronyme de KBBB, soit "KDE Burn Baby, Burn!" Fonctionnalités : Gravure de CD et DVD (tout type) Création d'images ISO Duplication de CD Réalisation de CD vidéo via emovix Encodage de la vidéo Encodage de l'audio

79 D'autres logiciels libres Apache, serveur http (U+W) 60 % des serveurs web MySQL, serveur base de données (U+W) OpenLDAP, serveur d'annuaire (U) Postfix, qmail, serveurs de courrier électronique 65 % des serveurs mail BIND, serveur DNS 90 % des serveurs DNS Les logiciels libres sont le moteur d'internet

80 Et caetera Le site framasoft.fr recense plus de mille six cent logiciels libres...

81 Plan Plan 1- Qu'est-ce qu'un SE 2- Caractéristiques d'un SE 3- Le noyau 4- La notion de logiciel libre 5- Les SE actuels

82 Les SE SE actuels actuels Les DEUX familles Microsoft Windows Server 2012 et 8 Unix Unix libres basé Linux : Ubuntu, Debian, Fedora... Unix libres basé BSD : FreeBSD, OpenBSD Unix commerciaux : AIX (IBM), Irix (SGI), HP_UX (HP), Solaris (sun)...

83 Les SE actuels Les SE actuels Et c'est (presque) tout! Mac OS X : basé Unix... OS/2 d'ibm : n'existe presque plus... BeOS, SE multimédia : un espoir en version libre (Haïku OS)... Google Android : destiné aux tablettes, smartphones et PDA, basé Linux Mac OS X «Snow Leopard» Google Android

84 Autres SE OpenVMS Successeur de VMS, créé par DEC en 1977 pour ses ordinateurs VAX Maintenu maintenant par Hewlett Packard Gère la ligne 14 du métro Parisien FreeDOS Version libre 100% compatible MS-DOS, créé en 1994 Exclusivement en ligne de commande Utilité Faire fonctionner des jeux et logiciels uniquement compatible MS-DOS Peut fonctionner sur de (très) vieilles machines Est contenu sur une seule disquette 1.44 Mo!

85 Haïku

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87 Les SE parts de marché Les actuels Grand public chiffres mai 2013 Microsoft Windows : 91% Quasi monopole... Racketciel? Mac OS X : Linux : 7% 1.2%

88 Les SE parts de marché (II) Les actuels Tablettes tactiles IOS (Apple) : Android : Microsoft Windows : chiffres février % 39 % 1,5 %

89 Les SE parts de marché (III) Les actuels Marché des serveurs Unix : Windows Server : chiffres ,6 % (dont Linux : 13,6%) 38,1% Unix anime 63% des serveurs web Linux anime 95% des ordinateurs du TOP500 Linux anime 90% du «cloud»