Informatique pour scientifiques hiver Plan général Systèmes d exploitation

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1 Informatique pour scientifiques hiver Janvier 2004 Systèmes d exploitation - partie 3 (=OS= Operating Systems) Dr. Dijana Petrovska-Delacrétaz DIVA group, DIUF 1 Plan général Systèmes d exploitation 1. Motivations et bibliographie 2. Vue d ensemble d un système d exploitation 3. Gestion de mémoire - au départ 4. Gestion de mémoire - systèmes récents 5. Gestion de processus 6. Gestion de périphériques 7. Gestion de fichiers 8. Gestion du système et Sécurité informatique 9. Exemples de OS 2 1

2 Rappel: schéma général d un système d exploitation Écran interface Mémoire cache Mémoire principale ( RAM ) CPU Mémoire swapp Contrôleur Disque Disques durs Port série Modem interface Clavier Port parallèle Imprimante 3 6. Gestionnaire de périphériques 6.1 Introduction et classification gestion optimale des périphériques: bandes magnétiques, disques durs, imprimantes, lecteurs CD, terminaux.. suivre leur fonctionnement (statut) suivant les règles fixées, décider du partage des périphériques pour chaque processus les allouer, les réserver ( en allocate) les libérer ( en deallocate) au niveaux des processus (libération provisoire) jobs (libération définitive) catégories des périphériques: réservés ( en dedicated ) tels que imorimantes, pas efficace en partage, communs ( en shared) p.ex disques durs; mieux, mais gestion des conflits virtuels ( en virtual) transformation: p.ex le spooling des imprimantes les rend virtuellement partageables, grâce au disque dur support de stockage, groupé selon le type d accès: qui traitent des données manière séquentielle ( en sequential access media) a accès direct ( en direct acces storage devices) 4 2

3 6.2 Support de stockage à accès séquentiel Bande magnétique introduite en 1953, 2 megabytes stockées sur une longueur de 732 m support physique: couche plastique magnétise obsolètes sauf pour des back-ups temps d accés variables: ex. bande de longueur 2400 foots, vitesse de déroulement de 200 inches/s de 3ms à 2.5 min (temps accès moyen 1.25 min) a ne pas confondre avec les Disques magnétiques Support de stockage à accès direct Disques magnétiques (disques durs) avec comme support physique: disque métallique magnétisé têtes fixes: n existe plus, rapides mais chers, moins d espace disponible têtes dynamiques: une plusieurs têtes qui se déplacent le long du disque dur de configuration différentes (lecture/écriture) se déplaçant ensemble ou séparément 6 3

4 6.3 disques optiques secondary storage device 700 megabytes data ( pages de text), stockés comme des 0-1, avec un faisceau laser qui brûle le support plastique CD-ROM : CR-Recordabale Technology: CD-R (WORM write once read many) CD-Rewritable Technology: CD-RW (laser infra-rouge effece et re-fond=re-ecrit) DVD Technology: Laser rouge, longueur d onde plus petite => 13 CD-ROM Composants de la partie I/O (Input/Output) Analogie: centre d appel pour taxis Disque 1 (car) CPU appel tél. canal 1 rep. tel. Controleur 1 (SCSI) (chauffeur) Disque 2 (mini-bus) Disque 3 (berline) canal 2 rep. tel. Controleur 2 (IDE) (chauffeur) Bande 1 (car) Bande 2 (mini-bus) Bande 3 (berline) 8 4

5 6.5 Communication entre périphériques Double buffering a) CPU lecture Buffer 1 Buffer 1 écriture Disque Buffer 1 b) CPU lecture Buffer 1 écriture Disque Disques RAID CPU toujours beaucoup plus rapide que les accès disque durs => disques RAID Ensemble de disques durs, traités comme une unité logique par le OS Avantages: distribution de données, peu probable que tous les petits disques lâchent en même temps meilleure accessibilité sert de back-up instantané (miroir) bien adapté pour des donnés que changent rapidement (temps-réel) et qui doivent être sauvegardées Introduit Uni-Berkeley en 1998 RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) repris industriellement => RAID (Redundant Array of Independent Disks) 10 5

6 6.7 RAID suite Différentes possibilités: Niveau 0 --> 5 niveau 1: principe de copie (miroir) de données sur plusieurs disques (cher, mais bien) autres niveaux : principe de data striping => division des données, stockage séparé des données et des infos pour les reconstruire => pas de redondance, mais gestion plus complexe Gestionnaire de fichiers Fichiers ont une organisation logique et physique (stockage ou enregistrement) et ont des droits d accès pour chaque groupe (read-write-execute) pour (owner, group, all) Forte interaction entre gestionnaires fichiers (du software) et périphériques Il gère tout ce qui concerne les fichiers Fichiers indépendants (données) : composées groupes de bytes (champs) organises en «records» de bases de données (reliées entre eux) de programmes (instructions) regroupés dans des directoires (structure hierarchique) Nomenclature des fichiers Méthodes de stockage et d accès spécifiques pour chaque groupe 12 6

7 8. Gestion générale du système Comment tous cela est mis ensemble Comment améliorer un système existant: Plus de mémoire principale CPU plus rapide Plus de processeurs Plus de disques durs Sauvegardes RAID ou? nouveau système savoir ce qu il faut améliorer et la sécurité Sécurité du système Niveaux de protection configuration facilité de protection risque relatif points d attaque possibles un ordinateur facile bas mot de passe, (sans ) virus ordinateurs moyenne moyen idem en réseau local ordinateurs en réseau avec connexion Internet difficile grand , serveurs www, telnet (pas ssh) 14 7

8 8.3 Des virus divers et (a)variées virus -programme qui a besoin d un autre programme pour se propager worm - programme qui se propage tout seul Trojan horse - virus qui permet d avoir accès logical bomb - programme avec un timer bacteries - aucun dommage, mis a part leur réplication => plus d espace Tous cela en cocktail dynamique (changement quotidien) Comment faire Mots de passe Droits d accès Encryptage Authentification biométrique Sauvegardes Choix du OS en conséquence 16 8