Découvrir le système d'exploitation
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Découvrir ce qu’est un système d’exploitation et ses différentes fonctions.
- Le système d’exploitation (OS) est le chef d’orchestre de l'ordinateur, rien ne fonctionne sans lui. Il gère les ressources, les échanges entre le processeur, les programmes, les mémoires.
- L’OS vérifie également que toutes les actions sont équitables du point de vue du partage des ressources du processeur. Il s’assure que toutes les opérations s’effectuent en appliquant des règles de sécurité et de confidentialité.
- Architecture de base d’un ordinateur
- Protocole TCP/IP
Il n’existe pas de définition unique, on peut toutefois dégager des éléments pour mieux comprendre ce qu’est le système d’exploitation d’un ordinateur.
Pour faire fonctionner un programme informatique, l’ordinateur doit pouvoir effectuer des opérations pour assurer les échanges entre les processeurs, mémoires et différents périphériques.
Microsoft Windows, Linus, macOS
L’OS permet à l’utilisateur de communiquer avec l’ordinateur, il s’agit donc d’une IHM (Interface homme-machine) que l’on peut qualifier de basique.
Sans lui rien ne s'exécute, les programmes et applications ne reçoivent aucune ressource.
Les programmes du système d’exploitation sont actuellement écrits en langage C ou en Assembleur.
L’OS fournit des services aux autres programmes et applications.
Il leur permet :
- de s’exécuter ;
- d’accéder aux ressources (mémoire, disque, carte d’extension, etc.) ;
- de communiquer entre eux.
L’utilisateur passe par une application qui passe par le système d’exploitation pour pouvoir accéder au matériel.
Les programmes communiquent avec l’OS à travers des appels système (system calls en anglais) : ils s'interrompent pour demander au système d'exploitation d'accomplir pour lui une certaine tâche.
Un OS doit s’exécuter sur un maximum de périphériques différents (carte son, écrans, etc.), on lui ajoute pour cela des extensions et des drivers (on dit « module » sous Linux).
L’OS masque ainsi la diversité du matériel, on peut utiliser n’importe quel type de périphérique avec le bon driver !
Le driver permet au système d’exploitation de s’accrocher au périphérique et donc de l’utiliser.
Les drivers font le lien entre l’OS et les périphériques
Si l’OS a un problème, un signalement d’erreur a lieu.
- Dans l’OS Microsoft WIndows, cela génère « l’écran bleu de la mort » (Blue Screen of Death en anglais).
- Dans l’OS Linux, cela génère la « panique du noyau » (KernelPanic en anglais).
- Dans l’OS macOS, cela génère un message d’erreur système.
Un système d’exploitation a un rôle de gestion important qui assure le fonctionnement d’un ordinateur.
L’OS gère l'allocation du processeur entre les différents programmes grâce à un ordonnanceur (scheduler en anglais), lequel est un composant qui choisit l’ordre d’exécution des différents processus. On dit que l’OS est multitâche. On a l’impression que l’OS gère en parallèle différents programmes alors qu'il gère l’allocation du processeur entre les différents programmes.
L’OS permet d'unifier et de contrôler l'accès des programmes aux ressources matérielles par l'intermédiaire des drivers appelés aussi pilotes.
L’OS est chargé de la sécurité liée à l'exécution des programmes. Il vérifie que les ressources ne sont utilisées que par les programmes et utilisateurs possédant les droits adéquats.
Un OS qui supporte la notion d’utilisateur est dit multi-utilisateurs, chaque utilisateur est ainsi identifié de manière unique et toute action ou objet est associé à un utilisateur unique.
L’OS est chargé de gérer la hiérarchie des protocoles du modèle OSI tels que TCP/IP. Il empile les protocoles et les applique les uns après les autres selon qu’il doit encapsuler ou décapsuler des données.
L’OS gère la lecture et l'écriture dans le système de fichiers sur les supports physiques. L’OS gère également les droits d'accès aux fichiers par les utilisateurs et les applications.
Un programme passe par l’OS pour accéder à une ressource (demande de mémoire, demande de lecture/écriture sur un périphérique de stockage, etc.).
L’OS vérifie d’abord que le programme a le droit de le faire, puis il vérifie si la ressource demandée est libre ou partageable. Il vérifie que l’accès aux ressources est équitable et gère l’accès aux différents périphériques entre les différents programmes.
En NSI, on utilise GNU/Linux qui est un OS libre, à la différence de Windows ou Unix qui sont des logiciels propriétaires.
Un système d’exploitation est un programme de base qui contient un ensemble de logiciels dans lesquels on distingue :
- le noyau (ou Kernel en anglais) qui gère la mémoire, les processus, les fichiers, les entrées/sorties, etc. ;
- l’interpréteur de commande (shell ou Terminal) qui permet à l’utilisateur de communiquer directement avec le système d’exploitation ;
- le système de fichiers (File System en anglais) qui permet d’enregistrer les fichiers en suivant une arborescence.
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