Fiche de révision : Introduction aux systèmes d’exploitation

📋 Plan du Cours

1. Rôle du système d’exploitation
2. Couches des systèmes informatiques
3. Services et fonctionnalités du système
4. Noyau, interruptions et appels système
5. Unix et Linux
6. Utilisateurs et permissions Linux
7. Organisation du système de fichiers

📅 Repères chronologiques

1. 1966Les laboratoires Bell, filiale d’AT&T, développent un système d’exploitation basique avec Ken Thompson.
2. 1969La première version d’Unix, appelée UNICS, est créée.
3. 1973Dennis Ritchie développe UNIX en langage C.

📖 1. Rôle du système d’exploitation

🔑 Notions clés & Définitions

• Système d’exploitation : Ensemble des programmes qui assurent la connexion entre les ressources matérielles d’un ordinateur et les applications des utilisateurs.
• Machine virtuelle : Nouvelle machine fonctionnelle fournie aux usagers par l’ensemble des services et fonctionnalités du système d’exploitation.

📝 Points essentiels

• Le système d’exploitation assure notamment: le démarrage de l’ordinateur, des interfaces standardisées d’accès aux ressources matérielles, la distribution des ressources entre les applications et les utilisateurs

📌 Un système informatique comprend principalement une partie logicielle organisée autour du système d’exploitation et des applications.

💡 Astuce mémo

Matériel → système d’exploitation → applications

📖 2. Couches des systèmes informatiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Couche logicielle : Niveau construit sur une abstraction et un ensemble de types de données spécifiques, qui définit les comportements, les opérations et les fonctionnalités possibles sur cette abstraction.
• Architecture d’une couche : Ensemble de ses types de données, des opérations supportées et des fonctionnalités assurées.

★ À maîtriser

• Dans les systèmes informatiques, les applications sont traduites par un compilateur vers le langage assembleur, puis partiellement vers le jeu d’instructions du matériel, lequel est supporté par une microarchitecture matérielle et une logique numérique ou binaire.

Compléments

• Le cours se concentre sur l’interface avec le système d’exploitation via BASH.

💡 Astuce mémo

Binaire → microarchitecture → instructions → assembleur → applications

📖 3. Services et fonctionnalités du système

★ À maîtriser

• Les services du système d’exploitation comprennent la gestion de l’exécution des programmes, des interruptions matérielles et logicielles, de la mémoire centrale et permanente, des périphériques, du partage des ressources et du langage de commande BASH.

• La gestion de l’information comprend:

  • le stockage
  • la désignation par métadonnées
  • la recherche
  • la communication

• Le système d’exploitation prépare et met au point les programmes, puis assure leur exécution en séquentiel ou en parallèle.

• La sécurité gère les profils des utilisateurs ainsi que les droits d’accès aux fichiers et d’installation ou d’exécution des applications dans les systèmes multi-utilisateurs.

Compléments

• Le système de gestion des fichiers assure:
  • la structuration des données
  • la conservation des données
  • le transfert des données
  • la désignation des données

📖 4. Noyau, interruptions et appels système

🔑 Notions clés & Définitions

• Noyau : Partie du système d’exploitation qui assure la communication entre le matériel et les différents logiciels.
• Interruption : Signal envoyé au CPU par un composant matériel ou un programme, qui fait arrêter l’exécution courante et lancer une routine spécifique.
• Appel système : Mécanisme permettant à un programme d’accéder aux services fournis par le système d’exploitation, directement ou par une API de haut niveau.

★ À maîtriser

• Lorsqu’une interruption est déclenchée, la CPU arrête l’instruction en cours et commence à exécuter la routine associée à cette interruption.

Compléments

• Les appels système concernent notamment: la gestion des fichiers, la gestion et la manipulation des dispositifs, les informations de maintenance et du système, la gestion des communications, la protection et le contrôle d’accès aux ressources et aux dispositifs

💡 Astuce mémo

Interruption = signal vers le CPU ; appel système = demande de service

📖 5. Unix et Linux

📝 Points essentiels

• Linux est basé sur l’architecture d’un noyau Unix, dont les concepts ont ensuite été utilisés dans d’autres systèmes comme Windows et Mac OS.

• Les caractéristiques citées de Linux sont:

  • multitâche
  • multi-utilisateur
  • modulaire
  • relativement portable
  • généralisé
  • hiérarchique

💡 Astuce mémo

Bell → UNICS → UNIX en C → licences → clones

📖 6. Utilisateurs et permissions Linux

★ À maîtriser

📌 Linux distingue l’administrateur, appelé super-utilisateur ou root, des utilisateurs normaux qui partagent les ressources, applications et services du système.

📌 Chaque utilisateur Linux doit posséder un identifiant unique appelé login, et une session est ouverte avec ce login et un mot de passe.

• Les trois classes d’utilisateurs sont:

  • User, le propriétaire
  • Group, le groupe du propriétaire
  • Others, tous les autres utilisateurs

• Les droits Linux sont la lecture (read), l’écriture (write) et l’exécution (eXecute) pour les fichiers, tandis que l’exécution correspond à la traversée pour les répertoires.

Compléments

• Après authentification, Linux charge les données et la configuration de l’utilisateur à partir de son profil, puis enregistre les modifications de l’environnement lors de la déconnexion.

💡 Astuce mémo

User, Group, Others ; read, write, execute

📖 7. Organisation du système de fichiers

★ À maîtriser

• Linux maintient une liste de périphériques montés, consultable avec la commande mount, et la commande df <nom du disque> permet de trouver le nombre de blocs libres sur un disque.

📌 Dans la deuxième stratégie, les n octets d’un fichier sont divisés en m blocs qui ne sont pas nécessairement consécutifs, ce qui facilite les modifications mais crée des trous et ralentit la lecture.

• Un bloc trop petit multiplie le nombre de blocs et ralentit l’accès aux données à cause des déplacements de la tête du disque.

Compléments

• Dans la première stratégie d’organisation, les octets d’un fichier sont stockés consécutivement et le fichier est déplacé entièrement lorsque sa taille augmente.

• Les tailles de blocs généralement utilisées sont:

  • 1 ko
  • 2 ko
  • 4 ko

💡 Astuce mémo

Contigu = rapide mais déplacement complet ; blocs dispersés = modification facilitée mais lecture plus lente

📊 Tableaux de synthèse

Structure logicielle et rôle

Classes et droits Linux