Système d’exploitation

Un système d’exploitation est le logiciel qui pilote le matĂ©riel . Il comprend un ensemble de programmes qui contrĂ´lent le fonctionnement du composant physique, facilitant l’utilisation de l’ordinateur ou de tout autre Ă©quipement par l’utilisateur.

Le système d’exploitation gère les ressources offertes par le matĂ©riel et joue le rĂ´le d’intermĂ©diaire entre l’ordinateur et son utilisateur. Il fournit Ă©galement un environnement dans lequel l’utilisateur peut exĂ©cuter des programmes de manière pratique et efficace.

Les noms de certains systèmes d’exploitation sont gĂ©nĂ©ralement reconnus par le suffixe OS, pour son acronyme en anglais du système d’exploitation. Par exemple: MS-DOS, iOS, MacOS. En règle gĂ©nĂ©rale, le système d’exploitation est le logiciel de base crĂ©Ă© par l’entreprise qui construit l’ordinateur.

Types de systèmes d’exploitation

Les systèmes d’exploitation varient en fonction du matĂ©riel et de son objectif.

Système monoprocesseur

Dans le système monoprocesseur, il existe une seule unitĂ© centrale (CPU) capable d’exĂ©cuter une sĂ©rie d’instructions gĂ©nĂ©rales.

Systèmes multiprocesseurs

Aussi appelés systèmes étroitement couplés ou parallèles, les systèmes multiprocesseurs ont deux processeurs ou plus qui partagent des bus et parfois des horloges, de la mémoire et des périphériques. Il existe deux types:

  • multiprocesseur asymĂ©trique: chaque processeur a une tâche spĂ©cifique.
  • multiprocesseur symĂ©trique: tous les processeurs effectuent les mĂŞmes tâches.

Systèmes distribués

Un système distribuĂ© a un ensemble de processeurs qui ne partagent pas la mĂ©moire ou l’horloge et communiquent sur un rĂ©seau interconnectĂ©.

Systèmes d’exploitation portables

Dans ce cas, les ordinateurs de poche portables font rĂ©fĂ©rence aux petits appareils qui peuvent ĂŞtre manipulĂ©s d’une seule main, tels que les tablettes, les smartphones et les ordinateurs portables. De plus, les systèmes d’exploitation du tĂ©lĂ©phone doivent ajouter des composants pour les communications et l’interface.

Systèmes d’exploitation embarquĂ©s ou en temps rĂ©el

Les systèmes embarquĂ©s ou en temps rĂ©el sont les systèmes d’exploitation installĂ©s dans les appareils mĂ©dicaux et Ă©lectroniques, les appareils mĂ©nagers, les automobiles, entre autres. Ils sont en charge de tâches spĂ©cifiques de l’Ă©quipe en question telles que:

  • Ă©conomiser l’Ă©nergie de la batterie;
  • s’adapter Ă  des temps limitĂ©s;
  • ne nĂ©cessite pas de supervision humaine.

Systèmes multimédias

Les systèmes multimédias sont conçus pour gérer des fichiers de données multimédias: des fichiers de données audio et vidéo, tels que des MP3, des films DVD et des vidéos. Ces fichiers doivent être traités à un certain moment et à une vitesse fixe et continue pour une livraison efficace.

Les systèmes d’exploitation multimĂ©dia doivent contrĂ´ler la compression et le dĂ©codage des fichiers volumineux, le calendrier et la prioritĂ© de leur livraison et les protocoles de connexion Internet. Ils sont utilisĂ©s dans les ordinateurs personnels, les assistants numĂ©riques personnels et les tĂ©lĂ©phones personnels.

FonctionnalitĂ©s du système d’exploitation

Le système d’exploitation gère les ressources matĂ©rielles de l’ordinateur:

  • le temps d’utilisation de l’unitĂ© de traitement,
  • espace mĂ©moire,
  • l’espace de stockage des donnĂ©es,
  • pĂ©riphĂ©riques d’entrĂ©e et de sortie.

Une analogie qui nous fera comprendre les fonctions du système d’exploitation est comme le chef d’orchestre symphonique . En lui-mĂŞme, le chef d’orchestre ne joue aucun instrument mais c’est lui qui dirige les musiciens pour qu’ils entrent au bon moment.

Gestion des ressources entre les processus

Les ressources informatiques comprennent des pĂ©riphĂ©riques (tels qu’une imprimante et un lecteur DVD) et des fonctionnalitĂ©s informatiques.

Maintenir la sécurité

La sĂ©curitĂ© d’un ordinateur est une tâche du système d’exploitation:

  • Protège les ressources informatiques contre l’entrĂ©e de personnes non autorisĂ©es – cela se fait en crĂ©ant des comptes pour diffĂ©rents utilisateurs.
  • Établissez des instructions privilĂ©giĂ©es et contrĂ´lez les niveaux de privilèges pour maintenir la sĂ©curitĂ© contre les attaques internes.

Exemples de systèmes d’exploitation

1. MS / DOS

Le système d’exploitation DOS, pour Disk Operating System ou MS / DOS, a Ă©tĂ© conçu par Microsoft pour les ordinateurs personnels IBM en 1981. MS / DOS pouvait gĂ©rer les disquettes et les fichiers, la mĂ©moire et les pĂ©riphĂ©riques d’entrĂ©e et de sortie. Il est contrĂ´lĂ© par des commandes.

2. Microsoft Windows

Le système d’exploitation le plus connu est Windows, largement utilisĂ© dans les ordinateurs personnels de Microsoft. Microsoft Windows est une famille de systèmes d’exploitation graphiques qui ont Ă©voluĂ© au fil des ans:

  • Windows 1.0 en 1985,
  • Windows 2.0 en 1987,
  • Windows 3.0 en 1990,
  • Windows 3.1 en 1992
  • Windows 95 en 1995
  • Windows 98 en 1998,
  • Windows Millenium ME en 2000,
  • Windows XP en 2001,
  • Windows Vista 2006,
  • Windows 7 en 2009,
  • Windows 8 en 2012,
  • Windows 10 en 2015.

3. MAC OS

Le système d’exploitation de la sociĂ©tĂ© Apple Macintosh pour les ordinateurs personnels et portables MAC OS est basĂ© sur une interface utilisateur graphique, basĂ©e sur le noyau UNIX.

4. UNIX

Le système d’exploitation UNIX a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© aux Bell Labs par Ken Thompson, Dennis Ritchie et d’autres au dĂ©but des annĂ©es 1970. C’est un système multiprogrammes et multi-utilisateurs Ă©crit dans le langage de programmation C. Il est utilisĂ© des micro-ordinateurs aux supercalculateurs. En outre, il constitue la base d’autres systèmes d’exploitation tels que MAC OS et Solaris.

5. Linux

Linux est un système d’exploitation gratuit du domaine public, conçu Ă  l’origine par Linus Torvalds. Dans ce système, l’utilisateur peut sĂ©lectionner le gestionnaire de fenĂŞtres de sa prĂ©fĂ©rence, tel que KDE et Gnome.

6. iOS

Le système d’exploitation iOS appartient Ă  la sociĂ©tĂ© Apple Macintosh pour ses systèmes mobiles: iphone et iPad. Il a Ă©tĂ© crĂ©Ă© Ă  partir de MAC OS / X en 2007.

7. Android

Le système d’exploitation Android a Ă©tĂ© conçu principalement pour les smartphones et les tablettes. Il a Ă©tĂ© dĂ©veloppĂ© sur un noyau Linux par Google et l’Open Handset Alliance en 2007. Android est le système d’exploitation le plus utilisĂ© aujourd’hui en raison de l’utilisation gĂ©nĂ©ralisĂ©e des smartphones.

8. HongMeng OS / HarmonyOS

La sociĂ©tĂ© chinoise Huawei a dĂ©veloppĂ© un système d’exploitation qu’elle a appelĂ© Hongmeng OS (en chinois) ou HarmonyOS. Initialement, cette sociĂ©tĂ© utilisait le système d’exploitation de Microsoft.

9. IBM OS / 360

Le système OS / 360 a Ă©tĂ© utilisĂ© dans la famille d’ordinateurs IBM System / 360 dans les annĂ©es 1960.

10. MVS

IBM a introduit le système d’exploitation MVS (Multiple Virtual Storage) en 1974 pour sa famille d’ordinateurs System / 370 et System / 390. MVS Ă©tait un système multiprogrammĂ© multiprocesseur.

11. VM

Le système d’exploitation VM (Virtual Machine) fait apparaĂ®tre un ordinateur comme plusieurs ordinateurs rĂ©els. La machine virtuelle peut exĂ©cuter divers systèmes d’exploitation et est principalement utilisĂ©e pour tester les systèmes d’exploitation.

12. OpenVMS

OpenVMS est la dernière version des systèmes d’exploitation VMS (Virtual Memory System) dĂ©veloppĂ©s pour les mini-ordinateurs VAX.

13. Solaris

Le système d’exploitation dĂ©veloppĂ© par la sociĂ©tĂ© Sun Microsystems, Solaris, appartient Ă  la famille UNIX de systèmes d’exploitation. Il s’appelle actuellement Oracle Solaris. Il se caractĂ©rise par ĂŞtre un système multiprocesseur symĂ©trique.

CaractĂ©ristiques d’un système d’exploitation

Les systèmes d’exploitation modernes se caractĂ©risent par:

  • CapacitĂ© de programme multiple : permet de conserver plusieurs jobs en mĂ©moire en mĂŞme temps afin que la CPU ait toujours un job Ă  exĂ©cuter.
  • Communication avec l’utilisateur via une interface utilisateur graphique (GUI): les programmes et les fichiers sont affichĂ©s Ă  l’Ă©cran sous forme de petites images ou icĂ´nes.
  • Le noyau ou noyau du système d’exploitation concentre les fonctions les plus basiques de l’ordinateur , telles que le gestionnaire de fichiers, les pilotes de pĂ©riphĂ©riques.
  • Un matĂ©riel peut rĂ©pondre Ă  diffĂ©rents types de système d’exploitation: un ordinateur portable de la sociĂ©tĂ© DELL peut fonctionner avec les systèmes d’exploitation Windows ou Linux.

Composants d’un système d’exploitation

Le système d’exploitation est constituĂ© d’un ensemble de programmes qui peuvent ĂŞtre utilisĂ©s dans les programmes de commande et les programmes de processus.

Programmes de contrĂ´le

Les programmes de contrĂ´le sont dĂ©diĂ©s Ă  la coordination du fonctionnement de toutes les ressources et Ă©lĂ©ments de l’ordinateur , c’est-Ă -dire du processeur, de la mĂ©moire, des opĂ©rations d’entrĂ©e / sortie, des informations et finalement de tout l’environnement du système, y compris les pĂ©riphĂ©riques. Ils sont concentrĂ©s dans le noyau.

Gestion des processeurs

Les programmes du groupe de gestion des processeurs sont chargĂ©s de prĂ©parer les programmes utilisateurs pour leur exĂ©cution, ainsi que de l’allocation des temps dans le processeur.

Les fonctions de gestion du processeur sont:

  • PrĂ©paration de programme : transfert de programmes utilisateur exĂ©cutables de la mĂ©moire externe vers la mĂ©moire centrale de l’ordinateur Ă  partir d’une adresse mĂ©moire, au moyen d’un programme appelĂ© chargeur.
  • Planification du processeur : contrĂ´lez le temps d’utilisation du processeur de chaque processus.
  • Mappage des pĂ©riphĂ©riques : transforme les demandes d’utilisation des pĂ©riphĂ©riques faites par les programmes vers des ordinateurs physiques spĂ©cifiques.
  • Relance du programme : Ă©tablir un point de contrĂ´le au moment de l’interruption afin que l’Ă©tat du processus puisse ĂŞtre reproduit lors de sa rĂ©activation.

Gestion de la mémoire

Ce sont les programmes du système d’exploitation qui allouent et contrĂ´lent le stockage dans la mĂ©moire interne et externe de l’ordinateur.

Gestion des entrées / sorties

Les programmes de gestion d’entrĂ©e / sortie traitent les opĂ©rations qu’un processus effectue sur un pĂ©riphĂ©rique externe, tel que des imprimantes, un lecteur CD / DVD.

Gestion de données

Ils contrĂ´lent et coordonnent les opĂ©rations liĂ©es au mouvement des donnĂ©es et des informations dans l’ordinateur, telles que le transfert, le traitement ou la manipulation de fichiers de donnĂ©es. Leurs fonctions sont:

  • ContrĂ´le pĂ©riphĂ©rique.
  • ContrĂ´le du transfert d’informations.
  • Traitement de chaque bloc d’informations.
  • Ouverture et fermeture de fichiers.
  • Accès aux fichiers.

La gestion du système

Aussi appelĂ© superviseur, c’est l’ensemble des programmes qui est chargĂ© de coordonner et de superviser le fonctionnement des programmes. leurs fonctions sont:

  • Protection de la mĂ©moire.

  • Erreurs de mĂ©moire.

  • Erreurs de programme.

Programmes de processus

Les programmes de processus sont utilisĂ©s pour aider le programmeur dans sa tâche d’Ă©crire des applications. Il existe deux types: les traducteurs et les services.

Programmes de traducteurs

Les programmes de traduction prennent un programme Ă©crit dans un langage symbolique et le «traduisent» dans un langage comprĂ©hensible pour l’ordinateur. Parmi les programmes de traduction figurent:

  • programmes d’assemblage.
  • Programmes de compilation.
  • Programmes d’interprĂ©tation.

Programmes de service

Les programmes de service, Ă©galement appelĂ©s «utilitaires» ou utilitaires, sont un groupe de programmes qui exĂ©cutent des fonctions de manipulation de donnĂ©es et de maintenance du système d’exploitation.

Voir aussi Qu’est-ce qu’un logiciel?

Évolution des systèmes d’exploitation

L’Ă©volution des systèmes d’exploitation peut ĂŞtre rĂ©sumĂ©e en cinq niveaux Ă  mesure que des ordinateurs plus complexes sont construits.

Premier niveau

  • Systèmes d’exploitation de base.
  • Ils surviennent dans les annĂ©es cinquante du vingtième siècle.
  • Langage de programmation: FORTRAN.
  • Il a Ă©tĂ© programmĂ© sur des cartes perforĂ©es.

Second niveau

  • Il apparaĂ®t dans les annĂ©es soixante du vingtième siècle.
  • Augmentez les performances d’utilisation du processeur.
  • Les processus en ligne (connectĂ©s directement Ă  l’ordinateur) et hors ligne (connexion via d’autres appareils plus rapides) apparaissent.
  • Des techniques de mise en mĂ©moire tampon et de mise en file d’attente apparaissent. La mise en mĂ©moire tampon se produit lorsque les donnĂ©es sont stockĂ©es dans des mĂ©moires intermĂ©diaires ou tampons. La mise en file d’attente se produit lorsque les donnĂ©es sont stockĂ©es sur des disques magnĂ©tiques.

Troisième niveau

  • Il apparaĂ®t dans les annĂ©es soixante-dix du vingtième siècle.
  • Une multiprogrammation apparaĂ®t: exĂ©cution de plusieurs programmes sur le mĂŞme processeur.

Quatrième niveau

  • Il apparaĂ®t dans les annĂ©es quatre-vingt du vingtième siècle.
  • La sĂ©curitĂ© est amĂ©liorĂ©e grâce Ă  la connexion en parallèle de plusieurs ordinateurs, qui partagent la mĂ©moire, les bus et les terminaux.
  • La vitesse des processus augmente avec l’utilisation du multithread: des ordinateurs qui ont plus d’un processeur.

Cinquième niveau

  • Systèmes d’exploitation pour systèmes mobiles.

Voir aussi Qu’est-ce que l’informatique?

Les références

Alcalde, E., GarcĂ­a, M. (1994) Calcul de base 2e Ă©d. McGraw-Hill Interamericana d’Espagne.

Brookshear, JG (212) Introduction Ă  l’informatique 11e Pearson Education, Madrid.

Silberschatz, A., Baer Galvin, P., GagnĂ©, G. (2005) Concepts du système d’exploitation. John Wiley et fils. New Jersey.

 

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