Les Systèmes d Exploitation et les Interfaces d Utilisation

Les Systèmes d Exploitation et les Interfaces d Utilisation

Les 3 périodes de l informatique Les prémices de l informatiques 1950-> 1970 Architecture centralisée, Mainframes L âge d or, les 15 glorieuses, l ère du micro 1980->90. Architecture Client/Serveur (typiquement UNIX) L avènement Internet, intégration des réseaux dans les systèmes 1995->aujourd hui Architecture «Internet», tout distribué

Période 1 : Les prémices de l informatiques 1955, premier système d exploitation «a monitor program for the IBM 701» (développé par General Motors Research Center 1961, naissance du temps partagé (time sharing) Proposé par le MIT (1961) Développé par l Université de Darmouth (1964) 2 personnes travaillent sur la même machine en même temps et peuvent s échanger du courrier électronique (si, si, déjà).

Exemple de système pour Mainframe : GCOS GCOS General Comprehensive Operating System ou GECOS the General Electric Comprehensive Operating Supervisor). Développé par General Electric en 1962

GCOS GCOS possède déjà les concepts de : processus pour décrire des séquences d'instructions qui agissent sur un ensemble de données et qui s'exécutent sur un processeur. multitâche. groupe de processus, entité contenant plusieurs processus chargés et ordonnancés simultanément. fournit également des sémaphores pour synchroniser des processus entre eux ou avec le matériel. Gère le temps partagé et le traitement par lots (batchs)

GCOS Chaque processus possède son propre espace d'adressage, sur lesquels les droits d'accès sont une combinaison de droits élémentaires (lecture, écriture, exécution). L'espace d'adressage est segmenté, ce qui permet le partage de données entre processus. Le système d'exploitation sait gérer les ordinateurs multiprocesseurs (SMP Symmetric Multiprocessing). Il est basé sur un micro-noyau implanté sur le firmament de la machine. Il peut également fonctionner dans des modes d'émulation avec de très faibles pertes de vitesse. Il reste encore utilisé de nos jours sur gros systèmes. Les programmes sur ce système d'exploitation sont généralement écrits en COBOL, Fortran (voire ALGOL), et maintenant Java.

Historique Développé par General Electric pour Le GE-635 : Machine 36 bits de 1962 à1964. GE-635 deviendra la DPS-7 en collaboration avec Bull/Honeywell.

Période 2 : l ère du micro 1969 : UNIX finalisé Kenneth Thompson et Denis Ritchie DEC PDP-7 un système de fichier gestion de processus interface avec le système. Naissance de Compuserve Premier service commercial (bien avant le minitel) Racheté par AOL dans les années 1990

Période 2 : l ère du micro 1969 : c est aussi la première interconnexion de réseaux distants de 500 Km Arpanet (le futur Internet), le protocole utilisé étant NCP. TCP/IP sera adopté en 1975. Arpanet passera du protocole NCP à TCP/IP en 1983 et deviendra Internet! 1971 : Naissance de FTP (File Transfer Protocol) nombreux RFC pour améliorer le protocole de base, les plus grandes innovations datent de juillet 1973.

Période 2 : l ère du micro 1973 : Unix est complètement réécrit C devient multitâche et multi utilisateurs. 1974 : CP/M (Control Program for Microcomputers ) Gary Kildall 1 er OS pouvant fonctionner sur les machines de plusieurs constructeurs. C'est avec CP/M que le Bios apparaît Cette couche logicielle basse permettant d'interfacer matériel et système d'exploitation( EEPROM sur la carte mère). CP/M est porté sur presque toutes les plates-formes (Apple II, Amstrad, Commodore).

Période 2 : l ère du micro 1978 : Le moniteur SYSMIC de R2E devient PROLOGUE 1 er système multipostes multitâche, conçu en France! Prologue SA aidera plus tard Microsoft a concevoir TS, Terminal Server (NT4 TSE, service intégré dans Server 200x et XP).

Période 2 : l ère du micro 1980 : Berkeley intègre TCP/IP dans son UNIX 1982 : l'ibm PC MS-DOS (le moins cher), CP/M86 Dans ses premières versions, MS-DOS reprend le fonctionnement du CP/M et l'on doit (entre autres) à cet héritage sa limitation à 8 caractères des noms de fichiers, ou dossiers, et à 3 des extensions : 8+3! - Mai 82 : MS-DOS 1.1 : gestion des disquette 5"1/4 double face, 360 Ko! - Nouveau microprocesseur présenté : Intel 80286. Création de Sun Microsystems, à Palo Alto(Silicon Valley) par des universitaires issus de Berkeley et Stanford. Sun (Stanford University Network), invente le concept de station de travail, intermédiaire entre le super PC naissant et le mini-ordinateur. Sun OS (puis Solaris), création de NFS (1985) qui deviendra un standard

Période 2 : l ère du micro 1983 : Novell arrive sur le marché : Novell présente en 1983 la première version du système d'exploitation NetWare dédiée aux compatibles PC, un serveur de fichiers pour groupe de travail. IPX/SPX (Internet Packet Exchange / Sequence Packet Exchange) a été développé par Novell dans le cadre de ses logiciels Netware. En fait IPX/SPX est une réécriture du protocole "peer to peer" XNS de Xerox! 1983 : SMTP (mail) 1983 : DNS (résolution de nom en @ IP) Découpage en zones de domaines de l'espace de nom. Les noms de domaines publiques furent établis la même année, donnant naissance aux serveurs de domaines DNS. Le plan de nommage est hiérarchique, contrairement au modèle à plat des réseaux NetBIOS (d'ibm et Microsoft des années 80 à 99). Premier routeur multi protocole aux Etats-Unis Bill Yeager(Université de Standford). Il regrettera tout sa vie... ce jour de printemps 1985, où il a donné accès au code source de son logiciel à Len Bosack qui deviendra qq années plus tard le futur fondateur de Cisco leader des routeurs!

Période 2 : l ère du micro Janvier 1984 : Richard Stallman quitte le MIT pour fonder la GPL concept du logiciel libre. free en anglais est ambigu, 2 sens : 1 / gratuit 2 / libre, c'est-à-dire : sources en libre accès, c'est ce sens là que préfère Richard Stallman. Ce concept sera renommé Open Software, ou logiciels ouverts pour éviter cette confusion. Le logiciel au code source ouvert autorise d'examiner son code. Le jeune Michael Dell, 18 ans, sèche la fac de médecine pour fonder son entreprise, avec 1000 dollars. Sa passion pour les ordinateurs a surpassé l'autorité de ses parents : Assembler, améliorer et vendre en direct des compatibles PC.

Ils l ont dit 640 Ko, c est suffisant pour tout le monde Les gens n ont pas besoin d un ordinateur chez eux L époque du PC est terminée Bill Gates, 1981 Ken Olson, 1977, fondateur de DEC Lou Gerstner, 1998, PDG d IBM Je crois qu OS/2 est destiné à être le plus grand système d exploitation de tous les temps Bill Gates, 1988

Évolution graphiques des SE Standard actuel: interfaces graphiques GUI (Graphic User Interfaces). Les interfaces graphiques actuelles sont le résultat de 50 ans d histoire. Recherches, percées techniques et produits commerciaux. Techniquement et conceptuellement, les interfaces graphiques actuelles sont dépassées. Mais pas commercialement.

Historique des interfaces usager L histoire des interfaces usager commence dès l'apparition des ordinateurs, dans les années 40. Les idées directrices des interfaces usager actuelles ont été définies dans les années 40 à 70. Les techniques et dispositifs des interfaces graphiques (GUI) ont été définies dans les années 50 à 80. Les usages des ordinateurs ont déterminé l'évolution des interfaces dans les années 40-70. Calcul, traitement d'information... Les produits commerciaux ont déterminé l'évolution des interfaces depuis les années 70 (workstations, jeux, PCs). 17

Historique des interfaces usager Les usages «successifs» des ordinateurs ont déterminé l'évolution initiale des interfaces. 1,2 1. Calculateur programmable (1944). 2. Machine à information (1945). 3. Console de commande (1951). 4. Console interactive multifonctions (1959). 5. En parallèle : consoles de travail (workstations), jeux, ordinateurs personnels. (1) Les dates correspondent à des réalisations marquantes. (2) Les périodes se chevauchent dans le temps. 18

Précurseur (1923) IBM Electric Key Punch. 19 photo from: http://www-db.stanford.edu/pub/voy/museum.html

Premier ordinateur? (1936) Machine Z1. Konrad, Zuse, Berlin, 1936. Prototype et plans détruits dans les bombardements (1944-45). Calculateur programmable. UAL, floating point, mémoire, cartes perforées. 20 photo from: http://irb.cs.tu-berlin.de/~zuse/konrad_zuse/en/rechner_z1.html

Calculateur programmable (1944) Mark 1. Howard Aiken, Harvard, IBM. Ordinateur programmable. 21 photo from: http://www.fht-esslingen.de/telehistory/

Calculateur programmable (1945) Eniac. John Mauchley, Pres Eikert, University of Pensylvania, US Army. 22 photo from: http://www.fht-esslingen.de/telehistory/

Calculateur programmable (1949) Manchester Mark 1. Frederic Williams, Tom Kilburn, Manchester University. 23 photo from: http://www.computer50.org

Calculateur programmable (1947) Premiers displays de Mark 1 (1947). Toute la mémoire sur un tube cathodique (écran radar). 24 photo from: http://www.computer50.org

Calculateur programmable (1951) Ferranti Mark 1. Dérivé du Mark 1. Ordinateur commercial. Première console. Clavier, lecteur cartes, teletype, écran. 25 photo from: http://www.computer50.org

Calculateur programmable (1951) Ferranti Mark 1. Ce qu on voyait sur l écran. 26 photo from: http://www.computer50.org

Machine à information (1945) Memex. Vannevar Bush. Article: as we may think. Concept de machine à stocker et manipuler de l information. Information multimédia. Organisation de l'information. Liens dynamiques entre informations (hyper-liens). Consultation de l'information. Pads multiples. Interfaces directes au système nerveux. 27 Photo from: http://ei.cs.vt.edu/~history/vannevar.gif

Console de commande (1948) Whirlwind. Jay Forrester, MIT. Ordinateur de contrôle Entrainement des équipages d avions. Données télémétriques & radar de diverses sources. Affichées et computées interactivement. Successeur: projet SAGE. MIT, 1951. Semi Automatic Ground Environment Air Defense System. 28 Photo from: http://ei.cs.vt.edu/~history/forrester.gif

Console de commande (1948) Whirlwind. Écran graphique. Light pen. Pour pointer et écrire à l écran. 29 photo from: http://histoire.info.online.fr

Console de commande (1948) Whirlwind. L endroit... 30 photo from: http://www.computer50.org

Console de commande (1948) Whirlwind. L envers. 31 photo from: http://www.computer50.org

Console de commande (1953) Track-ball. Tom Cranston, Fred Longstaff, Ferranti Canada. Projet Datar. Pointer sur un écran radar. 32 photo from: http://www.ewh.ieee.org/reg/7/millennium/fp6000/fp6000_datar.html

Console de commande (1958) Pong (premier jeu vidéo connu). William Higinbotham, Brookhaven National Laboratory. Pour animer une journée portes ouvertes au B.N. Lab. Utilise un oscilloscope. photo from: http://ourworld.compuserve.com/homepages/gigeast/video/inventors.html 33

Console interactive multifonctions (1959) PDP-1. Digital Equipment. Ken Olsen, Stan Olsen, Allan Anderson. Lightpen, écran haute résolution. photos from: http://histoire.info.online.fr 34

Console interactive multifonctions Dans les années 60, le degré d'interactivité et la variété des usages augmente conjointement. Réalisations significatives augmentant l'interactivité. Produits commerciaux et prototypes. Exemples présentés ici. Jeu (Space War). Manipulation graphique directe (Sketchpad). Programmation interactive (Basic). Écriture interactive (Graphacon). Programmation graphique interactive (Logo). Interface graphique pour communication et bureautique (NLS). 35

Jeu vidéo (1960) Space war (second jeu vidéo connu). S. Russel, J.M. Graetz W. Wiitanen, étudiants au MIT. Avec un PDP-1. silence total 36 photos from: http://histoire.info.online.fr

Manipulation graphique directe (1963) Editeur graphique Sketchpad. I. Sutherland, MIT. Implémentation de manipulation directe. Graphique interactif. Sur machine TX2. Photo from : http://www.sun.com/960710/feature3/sketchpad.html 37

Manipulation graphique directe (1963) Editeur graphique Sketchpad. 38 Photo from : http://www.jazz.icestorm.com/english/guidown.htm

Écriture interactive (1964) Tablette graphique. M.R. Davis, T.D. Ellis, Rand Corporation. Produit:GRAFACON. Grafic Convertor. Sur ordinateur PDP (DEC). Prix 18.000 us$ Système de reconnaissance de dessins et lettres GRAIL. 39 Photo from : http://www.pcmag.com

Programmation graphique (1967) Logo. Daniel Bobrow, Wally Feurzeig, Paul Wexelblat. Bolt Beranek Newman inc. Seymour Papert, MIT. Programmation par et pour les enfants. Exécuter un programme = dessiner. «Tortue» multi-fonctions. Curseur, crayon, gomme... 1ère version: robot radioguidé. 2ème version: icône mobile sur écran graphique. 40 Photo from : http://web.mit.edu/6.933/www/logofinalpaper.pdf

Interfaces graphiques (GUI) (1968) Projet NLS. on Line System. D. Englebart, Stanford Research Institute. Démonstration en 1968. Interfaces graphiques. Multi fenêtres. Souris. Multi-média. Téléconférence. Techniques «hyper-liens». Photo from : http://sloan.stanford.edu/mousesite/ 41

Types de produits et interfaces À partir des années 70, trois types de produits commerciaux déterminent l'évolution des interfaces. 1. Stations de travail personnelles (workstations). Haut de gamme. Destinées aux professionnels. 2. Ordinateurs personnels (PCs). Bas de gamme. Initialement destinés à la famille. Rapidement, utilisés par des jeunes non-professionnels. 3. Jeux vidéo. Destinés aux jeunes et aux enfants. 42

Stations de travail - recherche (1970) Moteur de la recherche & développement : Xerox PARC. Palo Alto Research Center. Quelques concepts-clé provenant du PARC (hardware) 1. Brevet sur la souris (1971). 2. Ordinateur portable (1971). Projet Dynabook, Alan Kay. Photo from: http://xeroxstar.tripod.com/ 43

Stations de travail - recherche (1970) Quelques concepts-clé provenant du PARC (software). 1. Programmation objet (SmallTalk). Allan Kay, Learning Research Group, 1972. La meilleure façon de programmer des interfaces graphiques 2. Icônes. David Canfield Smith, 1975. 3. Manipulation directe. Concept de «délégation», Kay, 1977. 44

Stations de travail (1974) Alto. Xerox. Souris. Pas de GUI. Applications graphiques. Éditeur de texte (Bravo). Éditeur de dessin (Markup). Éditeur d images (Superpaint). 32000 us $ (1979) http://www.technobabble.com.au/technobabble/html/may/xerox%2 0Workstation%20Collection.htm Photo from : http://www.jazz.icestorm.com/english/guidown.htm Mouse: http://www.netclique.net/oldmouse/xerox/alto.html (c) Ralph Gutierrez 45

Consoles de jeu (1975) Pong. Console domestique. Al Alcorn, Bob Brown, Harold Lee, Atari. Console connectée à TV. 46 Photos from: http://www.videotopia.com/games2.htm, http://www.videogames.com/features/universal/hov/hov03.html

Consoles de jeu (1976) Joystick. Première conception. Fairchild. Channel F. Tenu dans la main. 47 Photos from: http://www.videotopia.com/games2.htm http://www.videogames.com/features/universal/hov/hov03.html

Consoles de jeu (1977) Joystick. Version actuelle. VCS 2600 Atari. Sur support. 48 Photos from: http://www.videotopia.com/games2.htm

Ordinateurs personnels (1974-1981) Interfaces rudimentaires. Interface principale en mode texte. Affichage graphique séparé, basse résolution. Apple Apple 2 plus plus (1979) (1979) CP/M CP/M 1298 1298 us us $ --2638 2638 us us $ http://en.wikipedia.org/wiki/apple_ii http://en.wikipedia.org/wiki/apple_ii IBM IBM PC PC XT(1981) MS-DOS 5000 5000 us us $ http://www.cio.com/archive/081501/goodidea.html http://www.cio.com/archive/081501/goodidea.html 49 Photos from: http://www.snuffworks.com/comphistory.html - prices from http://www.cio.com/archive/081501/goodidea.html

Tableau interactif (1979) Visicalc. Dan Bricklin, Bob Frankston. 50 Photos from: http://www.wiley.com/college/busin/icmis/oakman/outline/chap07/misc/visicalc.htm - courtesy apple computers.

Stations de travail (1979-1980) Perq. Three Rivers Computer Corporation. Brian Rosen (ex. PARC). Projet avec Carnegie Mellon University. Poste de travail graphique. Écran vertical 768x1024. Tablette graphique. Éditeur WYSIWYG. 19500 us $ (1979) http://www.bitsavers.org/pdf/perq/perq_brochure.pdf 51 Photo from : http://www.chiark.greenend.org.uk/~pmaydell/perq/perqfullmid.jpeg

Stations de travail (1981) Xerox Star. Interface WIMP. Window, icon, menu, pointer. Icônes, double clic. Fenêtres. Boîtes de dialogue. Affichage monochrome haute résolution. Souris. Prix : 16595 us $ (http://www.cio.com/archive/081501/goodidea.html) Photo from: http://xeroxstar.tripod.com Mouse: http://www.netclique.net/oldmouse/xerox/starhistory.html (c) Joe Mayers 52

Tour d horizon des IHM d ordinateurs personnels

Xerox Alto - 1973 X

VisiCorp Visi On : 1982 Sur du PC-XT Visi On suite Visi On Application Manager Interface Graphique Visi On Accessories Gestionnaire d applications Visi On Graph Dessin Visi On Word Traitement de texte Visi On Calc Tableur

GEM : 1985 Surcouche de DOS, DR-DOS (PC) Surcouche du TOS (Atari ST, TT)

Tandy DeskMate - 1984 TRS 80, Tandy 1000 Deskmate 2 et 3 -> PC, surcouche de DOS

Geos : 1985 Sur C64, Apple II, PC

DESQview/X - 1985 PC, surcouche de DOS, basé sur X11R5 permet d exécuter des applications (basées sur X11R5 aussi s exécutant sur un Unix distant!

AmigaOS 3.5-1985 Amiga Plusieurs résolutions Nombreuses couleurs Stéréo Pré-emptif (excellent pour le multimedia et les jeux)

RISC OS 3 Acorn (1986?)

BeOS 5.0 : début des 90 s Be, Apple, PC Français (JL Gassée transfuge d Apple), Basé sur Unix, orienté MM Multitâche, multi-threads, mode protégé, système de fichiers journalisés

Microsoft/IBM OS/2 : 1987 OS développé par Microsoft et IBM 1991 : séparation IBM -> OS/2 V2.0 Microsoft : Windows NT

Apple LISA (1983) GS (1988) Mac OS X

Évolutions dans le temps 1973 : Xerox Alto Souris 3 boutons Affichage bitmap Ethernet network. 1980 : Perq graphical workstation (Three Rivers Computer Corporation )

Évolutions dans le temps 1981 : version commerciale de Xerox Star Icônes double-clic Fenêtre superposables, Voites de dialogues Affichage1024*768 en monochrome

Évolutions dans le temps 1983 : Apple LISA Barre de menus Menu Déroulants VisiCorp : première interface pour PC

Évolutions dans le temps 1984 : Le Mac GEM Window System X (MIT) DEC, Vax,

Évolutions dans le temps 1985 : GEOS Workbench 1.0 Windows 1.0

Évolutions dans le temps 1987 : Mac II Couleur Windows II

Évolutions dans le temps 1988 : Apple GS OS NeXT

Évolutions dans le temps 1990 Workbench 3.0 Windows 3.0

Évolutions dans le temps 1992 : IMB OS/2 2.0 Windows 3.1 Idem 3.0 + MM Workbench 3.0

Évolutions dans le temps 1993 :Windows NT Intel, Power PC, Alpha, MIPS 1994 : QNX

Évolutions dans le temps 1995 : Windows 95 BeOS

Évolutions dans le temps 1996 : IBM OS/2 Warp 4 Microsoft NT4 Idem W95

Évolutions dans le temps 1997 : Mac OS 8 1998 : Windows 98

Évolutions dans le temps 1998 : KDE 1.0 1999 : Gnome 1.0

Évolutions dans le temps 1999 RiscOS 4 Risc Pc, A7000

Évolutions dans le temps 2000 : Max OS X (avec l IHM Aqua) NT 2000

Évolutions dans le temps 2001 : Windows XP

Les personnalités (récentes) marquantes Gary Kildall (CP/M) André Truong (Micral) Jack Tramiel (CBM, Atari) Bill Gates (Microsoft) Steve Jobs (Apple) Steve Wozniak (Apple) Sir Clive Sinclair (Sinclair) Jacques Palpacuer (Exelvision) Vinton Cerf (TCP/IP) Douglas Engelbart (la souris) Richard Stallman (GNU) Alan Turing (Théorie des ordinateurs modernes)

Alan Turing Mathématicien des années 30 a mis au point les théories qui gouvernent les ordinateurs modernes. Connu pour la machine qui porte son nom, il fut aussi le père des réseaux de neurones. Lorsque arrive la Seconde Guerre mondiale, il met au point une calculatrice automatique qui permet aux Alliés de décrypter les messages codés par la machine ``Enigma'' nazie. Turing introduit une notion nouvelle pour l'époque et pour l'informatique, la ``sexualité de la pensée''. Il invente des jeux-tests où le but est de distinguer un esprit masculin d'un esprit féminin. Turing affirme que l'esprit féminin se caractérise par l'absence de stratégie. Sa misogynie ne lui vaut pas que des amis et explique qu'il soit quelque peu tombé dans l'oubli. Il entretient un fantasme pour l'avenir de l'humanité: la parthénogenèse, c'est-à-dire la reproduction sans la fécondation. En 1951, un tribunal le condamne pour homosexualité. Il doit choisir entre la prison et la castration chimique. Il opte pour la seconde et subit un traitement à base d'hormones féminines. Les injections ont pour effet de le rendre impuissant et de le doter d'un début de poitrine. Le 7 juin 1954, Turing met fin à ses jours en consommant une pomme macérée dans du cyanure. Cette idée lui aurait été inspirée par le dessin animé Blanche-Neige. Il laissa une note expliquant que, puisque la société l'avait contraint à se transformer en femme, il choisissait de mourir comme aurait pu le faire la plus pure d'entre elles.

Vinton Cerf, Douglas Engelbart Vinton Cerf Inventeur du protocole TCP/IP, Reconnu comme le père d'internet. Douglas Engelbart Au début des années 60, le Stanford Research Institute se penche sur le problème important de l'interface homme-machine. Cette recherche amène Douglas Engelbart à inventer la souris (1963)

Richard Stallman RMS est un hacker, un gourou des systèmes informatiques. En 1984, il démarre le projet GNU en proposant Emacs, le plus puissant éditeur de fichiers jamais conçu GNU devait être un système d'exploitation UNIX entièrement libre, et on peut dire aujourd'hui que c'est réussi! Créateur de la FSF

Bibliographie Systèmes d exploitations IHM http://bruno.duffet.free.fr/technique/chrono.html http://toastytech.com/guis/index.html