Architecture matérielle et logicielle des systèmes informatiques Introduction Germain Gondor LYCÉE CARNOT (DIJON), 2016-2017 Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 1 / 49
Sommaire 1 Programme de l année 2 Introduction 3 Architecture matérielle 4 Architecture logicielle Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 2 / 49
Programme de l année Sommaire 1 Programme de l année 2 Introduction 3 Architecture matérielle 4 Architecture logicielle Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 3 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer S2-2 : Bases de données Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer S2-2 : Bases de données BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
S1-1 : Introduction Programme de l année INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle INTRO-2 : Codage de l information - nombres et caractères INTRO-3 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python S1-2 : Algorithmique et programmation I ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python ALGO-PROG-2 : Algorithmique ALGO-PROG-3 : Structures de données S2-1 : Ingénierie numérique et simulations SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0 SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer S2-2 : Bases de données BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 4 / 49
Introduction Sommaire 1 Programme de l année 2 Introduction Quelques définitions Le traitement des données à travers les âges... 3 Architecture matérielle 4 Architecture logicielle Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 5 / 49
Introduction Quelques définitions Quelques définitions Le Bulletin Officiel de l Education Nationale (B.O.E.N du 26/02/1981 n 8) donne une définition de l informatique (contraction entre information et automatique) : DÉFINITION: Informatique L Informatique est la science du traitement rationnel, notamment par machines automatiques, de l information considérée comme le support des connaissances humaines et des communications dans les domaines technique, économique et social Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 6 / 49
Introduction Quelques définitions Quelques définitions Le Bulletin Officiel de l Education Nationale (B.O.E.N du 26/02/1981 n 8) donne une définition de l informatique (contraction entre information et automatique) : DÉFINITION: Informatique L Informatique est la science du traitement rationnel, notamment par machines automatiques, de l information considérée comme le support des connaissances humaines et des communications dans les domaines technique, économique et social Mais alors, machines automatiques = ordinateurs? Tablettes? smartphone? Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 6 / 49
Introduction Quelques définitions Ordinateur? DÉFINITION: Ordinateur (Portail Lexical - CNRTL) Machine algorithmique composée d un assemblage de matériels correspondant à des fonctions spécifiques, capable de recevoir de l information, dotée de mémoires à grande capacité et de moyens de traitement à grande vitesse, pouvant restituer tout ou partie des éléments traités, ayant la possibilité de résoudre des problèmes mathématiques et logiques complexes, et nécessitant pour son fonctionnement la mise en œuvre et l exploitation automatique d un ensemble de programmes enregistrés. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 7 / 49
Introduction Quelques définitions Ordinateur? DÉFINITION: Ordinateur (Portail Lexical - CNRTL) Machine algorithmique composée d un assemblage de matériels correspondant à des fonctions spécifiques, capable de recevoir de l information, dotée de mémoires à grande capacité et de moyens de traitement à grande vitesse, pouvant restituer tout ou partie des éléments traités, ayant la possibilité de résoudre des problèmes mathématiques et logiques complexes, et nécessitant pour son fonctionnement la mise en œuvre et l exploitation automatique d un ensemble de programmes enregistrés. DÉFINITION: Ordinateur (définition simple) Un ordinateur est une machine qui peut recevoir des données, les traiter électroniquement et transmettre des informations Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 7 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1645 : Pascaline La pascaline est la première (ou presque) machine à calculer, inventée par Blaise Pascal, permettant de faire des additions et des soustractions par un système de roues dentées. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 8 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1793 : Machine à tisser de Jacquard Invention par Joseph-Marie Jacquard d une machine à tisser à cartes perforées. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 9 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1918 : Enigma Inventions des machines Enigma utilisées par les nazis durant la deuxième guerre mondiale pour crypter leurs messages. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 10 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1945 : ENIAC ENIAC, premier ordinateur électronique à usage universel, fonctionnant à l aide de tubes à vides (18 000), 30 tonnes, dans 42 armoires, destiné à des calculs de balistiques. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 11 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1945 : ENIAC ENIAC, premier ordinateur électronique à usage universel, fonctionnant à l aide de tubes à vides (18 000), 30 tonnes, dans 42 armoires, destiné à des calculs de balistiques. 300 multiplications par secondes 1, dont une cause fréquente d erreur était la présence d insectes (bug) grillés sur les tubes à vide... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 11 / 49
1956 : IBM RAMAC 350 Introduction Le traitement des données à travers les âges... l IBM RAMAC 350 est le premier disque dur, d une capacité de 5 Mo. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 12 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1969 : Intel 4004 l Intel 4004 est le premier microprocesseur à transistor (2 300) commercialisé ( 90 khz). La même puissance de calcul que l ENIAC dans 10 mm 2. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 13 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1971 : Apple 1 Steve Wozniak, Steve Jobs et Ronald Wayne créent dans le garage des Jobs l Apple 1 : 8 Kio de mémoire vive, processeur cadencé à 1 MHz. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 14 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges... 1981 : le PC IBM sort le PC avec un processeur cadencé à 4,77 MHz, 16 Kio de RAM, avec lecteur de disquettes 5"1/4 de 160 Kio. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 15 / 49
Architecture matérielle Sommaire 1 Programme de l année 2 Introduction 3 Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Évolutions technologiques Architecture actuelle d un ordinateur 4 Architecture logicielle Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 16 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Modèle de Von Neumann Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 17 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Qui fait quoi? La mémoire stocke indifféremment programmes et données. REMARQUE: On dit qu elle est inerte au sens où elle n effectue aucun calcul. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 18 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Qui fait quoi? La mémoire stocke indifféremment programmes et données. REMARQUE: On dit qu elle est inerte au sens où elle n effectue aucun calcul. Le processeur est constitué : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 18 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Qui fait quoi? La mémoire stocke indifféremment programmes et données. REMARQUE: On dit qu elle est inerte au sens où elle n effectue aucun calcul. Le processeur est constitué : d une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ; Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 18 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Qui fait quoi? La mémoire stocke indifféremment programmes et données. REMARQUE: On dit qu elle est inerte au sens où elle n effectue aucun calcul. Le processeur est constitué : d une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ; de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 18 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Qui fait quoi? La mémoire stocke indifféremment programmes et données. REMARQUE: On dit qu elle est inerte au sens où elle n effectue aucun calcul. Le processeur est constitué : d une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ; de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire. d une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 18 / 49
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Qui fait quoi? La mémoire stocke indifféremment programmes et données. REMARQUE: On dit qu elle est inerte au sens où elle n effectue aucun calcul. Le processeur est constitué : d une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ; de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire. d une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres) Les périphériques se présentent à l ordinateur sous la forme d une mémoire supplémentaire. Il s agit de plages d adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique. REMARQUE: ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 18 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Première génération : ordinateurs utilisant des tubes à vide Tube à vide (triode) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 19 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Première génération ordinateurs utilisant des tubes à vide IBM 704 (1954)- 18 000 tubes à vide Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 20 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Deuxième génération Remplacement des tubes à vides par des transistors Transistors Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 21 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Deuxième génération Remplacement des tubes à vides par des transistors Naissance des mini-ordinateurs : PDP-7 (1965) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 22 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Troisième génération Utilisation de circuits intégrés (1958 - Jack Kilby - TI) Schéma d un circuit intégré Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 23 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Quatrième génération Utilisation de microprocesseurs Microprocesseur Intel 4004 (1971) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 24 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques Quatrième génération Naissance des micro-ordinateurs L Apple-II (1977) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 25 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur Le boitier ou l unité centrale Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 26 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur Le boitier ou l unité centrale Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 27 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur La carte mère Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 28 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur Le processeur Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 29 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur Le processeur Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 30 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur La mémoire vive (RAM Random Access Memory Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 31 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur La mémoire morte (disque dur magnétique) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 32 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur La mémoire morte (disque dur SSD) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 33 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur La carte graphique Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 34 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur Alimentation Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 35 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d un ordinateur Assemblage complet Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 36 / 49
Sommaire 1 Programme de l année 2 Introduction 3 Architecture matérielle 4 Architecture logicielle Systèmes d exploitation Organisation d un disque dur Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 37 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. de gérer l accès aux ressources (mémoire/processeur... ) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. de gérer l accès aux ressources (mémoire/processeur... ) Point de vue de l utilisateur Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. de gérer l accès aux ressources (mémoire/processeur... ) Point de vue de l utilisateur d offrir une interface entre l utilisateur, le matériel et les applications. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. de gérer l accès aux ressources (mémoire/processeur... ) Point de vue de l utilisateur d offrir une interface entre l utilisateur, le matériel et les applications. de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. de gérer l accès aux ressources (mémoire/processeur... ) Point de vue de l utilisateur d offrir une interface entre l utilisateur, le matériel et les applications. de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur. de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Systèmes d exploitation Pourquoi faire? Les principales fonctions d un système d exploitation sont : Point de vue du système de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité de protéger le matériel des applications. de gérer l accès aux ressources (mémoire/processeur... ) Point de vue de l utilisateur d offrir une interface entre l utilisateur, le matériel et les applications. de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur. de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution) de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 38 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS Mac OS (1984) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS Mac OS (1984) Gnu/Linux : 1992 Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS Mac OS (1984) Gnu/Linux : 1992 Windows NT (91), W95, W98... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS Mac OS (1984) Gnu/Linux : 1992 Windows NT (91), W95, W98... Blackberry (1999) Android (2007) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Historique des systèmes d exploitation Unix (1969) DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS Mac OS (1984) Gnu/Linux : 1992 Windows NT (91), W95, W98... Blackberry (1999) Android (2007) Mac OS X (1999) et ios (2007), base Linux Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 39 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Base Unix (Linux, BSD...) : 98% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Base Unix (Linux, BSD...) : 98% Windows : 2% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Base Unix (Linux, BSD...) : 98% Windows : 2% Smartphones : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Base Unix (Linux, BSD...) : 98% Windows : 2% Smartphones : Android (Linux) : 79% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Base Unix (Linux, BSD...) : 98% Windows : 2% Smartphones : Android (Linux) : 79% ios (base Linux) : 14% Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Systèmes d exploitation Répartition actuelle des systèmes d exploitation Ordinateurs personnels : Windows : 92% OS X (macs, base Unix) : 7% Base Unix (Linux, BSD...) : 1% Serveurs d entreprise, web, cloud : majoritairement Linux HPC (High Performance Computing) : Base Unix (Linux, BSD...) : 98% Windows : 2% Smartphones : Android (Linux) : 79% ios (base Linux) : 14% Blackberry, Windows mobile,... : < 7%. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 40 / 49
Organisation d un disque dur Organisation d un disque dur Le partitionnement consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 41 / 49
Organisation d un disque dur Organisation d un disque dur Le partitionnement consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées. Cela sert par exemple à installer des systèmes d exploitation différents n utilisant pas le même système de fichiers. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 41 / 49
Organisation d un disque dur Organisation d un disque dur Le partitionnement consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées. Cela sert par exemple à installer des systèmes d exploitation différents n utilisant pas le même système de fichiers. REMARQUE: Séparer les données du système d exploitation permet de formater la partition en cas de problème! Avis aux utilisateurs de Windows... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 41 / 49
Organisation d un disque dur Partitionnement Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 42 / 49
Organisation d un disque dur Structure arborescente Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 43 / 49
Organisation d un disque dur Structure arborescente Afin d organiser les dossiers et ranger les fichiers, il convient d utiliser une structure arborescente. Il convient alors de trier les données pour gagner en temps de recherche. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 43 / 49
Organisation d un disque dur Structure arborescente Afin d organiser les dossiers et ranger les fichiers, il convient d utiliser une structure arborescente. Il convient alors de trier les données pour gagner en temps de recherche. ATTENTION! L arborescence ne doit être ni trop plate ni trop étirée. Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 43 / 49
Organisation d un disque dur Structure arborescente Trop plate! Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 44 / 49
Organisation d un disque dur Structure arborescente Trop étirée Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 45 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents Excel, ibreoffice :.doc,.xls,.ods,.ppt... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents Excel, ibreoffice :.doc,.xls,.ods,.ppt... Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari :.html,.sqlite Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents Excel, ibreoffice :.doc,.xls,.ods,.ppt... Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari :.html,.sqlite L A T E X: fichier.tex, fichier.pdf, fichier.log... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents Excel, ibreoffice :.doc,.xls,.ods,.ppt... Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari :.html,.sqlite L A T E X: fichier.tex, fichier.pdf, fichier.log... Archives compressées :.zip,.tar,.gz,.rar... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Types de fichiers Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe,.bat) Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents Excel, ibreoffice :.doc,.xls,.ods,.ppt... Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari :.html,.sqlite L A T E X: fichier.tex, fichier.pdf, fichier.log... Archives compressées :.zip,.tar,.gz,.rar... Idle, Pyzo, Spyder : Programme.py Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 46 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Les fichiers ont un propriétaire. Les utilisateurs des droits plus ou moins étendus en termes de : Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 47 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Les fichiers ont un propriétaire. Les utilisateurs des droits plus ou moins étendus en termes de : Droits Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 47 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Les fichiers ont un propriétaire. Les utilisateurs des droits plus ou moins étendus en termes de : Droits lecture (r - read) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 47 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Les fichiers ont un propriétaire. Les utilisateurs des droits plus ou moins étendus en termes de : Droits lecture (r - read) écriture (w -write) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 47 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Les fichiers ont un propriétaire. Les utilisateurs des droits plus ou moins étendus en termes de : Droits lecture (r - read) écriture (w -write) exécution (x -execute) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 47 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Groupes Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 48 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Groupes administrateur, root, superuser Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 48 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Groupes administrateur, root, superuser utilisateur de base Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 48 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Groupes administrateur, root, superuser utilisateur de base groupe d utilisateur plus ou moins vaste Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 48 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Groupes administrateur, root, superuser utilisateur de base groupe d utilisateur plus ou moins vaste tout le monde Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 48 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Echanges Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 49 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Echanges sur un ordinateur personnel Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 49 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Echanges sur un ordinateur personnel sur un réseau (celui du lycée) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 49 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Echanges sur un ordinateur personnel sur un réseau (celui du lycée) sur le cloud (dropbox, drive,... ) Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 49 / 49
Organisation d un disque dur Droits sur les fichiers Echanges sur un ordinateur personnel sur un réseau (celui du lycée) sur le cloud (dropbox, drive,... ) mais aussi les réseaux sociaux, dans une certaine mesure... Informatique pour tous (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2016-2017 49 / 49