Fiche de révision : Rôle d'un système d'exploitation

📋 Plan du Cours

1. Système informatique et composantes
2. Matériel informatique (Hardware)
3. Logiciels (Software) et types
4. Définition et rôle du système d'exploitation
5. Fonctions principales d'un système d'exploitation
6. Principaux systèmes d'exploitation
7. Systèmes d'exploitation embarqués et cas pratiques

📖 1. Système informatique et composantes

🔑 Notions clés & Définitions

• Système informatique : Un ensemble de ressources matérielles, logicielles, de données et d'utilisateurs qui collaborent pour traiter automatiquement des informations afin de répondre à un besoin précis.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Les quatre composantes d'un système informatique sont l'utilisateur, les logiciels, le matériel et les données.
• Le cycle de fonctionnement d'un système informatique suit quatre étapes : l'entrée (Input), le traitement (Processing), le stockage (Storage) et la sortie (Output).

Compléments

• Le matériel fournit la puissance physique nécessaire au fonctionnement de l'ordinateur, tandis que le logiciel indique au matériel ce qu'il doit faire.

📖 2. Matériel informatique (Hardware)

🔑 Notions clés & Définitions

• Matériel : (Hardware) est l'ensemble des équipements physiques qui composent un ordinateur ou tout autre système informatique.
• Processeur : (CPU) est le cerveau de l'ordinateur qui exécute les programmes et réalise tous les calculs.
• Mémoire vive : (RAM) est une mémoire temporaire qui stocke les informations uniquement pendant que l'ordinateur fonctionne, et dont les données disparaissent à l'extinction.
• Disque dur : (HDD) est la mémoire permanente de l'ordinateur où les données restent enregistrées même après extinction.
• Carte mère : La carte électronique principale sur laquelle tous les composants sont connectés, permettant la communication entre le processeur, la mémoire RAM, le disque et la carte graphique.
• Carte graphique : (GPU) est spécialisée dans le traitement des images et est indispensable pour les jeux vidéo, le montage vidéo et l'intelligence artificielle.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Le SSD remplit le même rôle de stockage que le disque dur mais il est électronique, beaucoup plus rapide et plus résistant, alors que le HDD est mécanique, plus lent et plus fragile.

Compléments

• Les périphériques d'entrée (clavier, souris, scanner, webcam) envoient des informations vers l'ordinateur, les périphériques de sortie (écran, imprimante, haut-parleurs) communiquent les résultats vers l'utilisateur, et les périphériques d'entrée/sortie (écran tactile, clé USB) font les deux.

📖 3. Logiciels (Software) et types

🔑 Notions clés & Définitions

• Logiciel : Un ensemble d'instructions écrites dans un langage de programmation qui indique à l'ordinateur les opérations qu'il doit effectuer.
• Logiciel système : Les logiciels système permettent au matériel de fonctionner et servent de plateforme pour tous les autres logiciels ; le principal logiciel système est le système d'exploitation.
• Logiciel d'application : Les logiciels d'application sont les programmes que l'utilisateur utilise directement pour accomplir une tâche précise, comme Microsoft Word ou Google Chrome.
• Logiciel utilitaire : Les logiciels utilitaires sont des programmes spécialisés qui servent à entretenir, protéger, diagnostiquer ou optimiser le fonctionnement de l'ordinateur, comme les antivirus ou les outils de compression.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Une application n'accède jamais directement au matériel : toutes les communications passent obligatoirement par le système d'exploitation.
• Les logiciels sont classés en trois grandes catégories : les logiciels système, les logiciels d'application et les logiciels utilitaires.

📖 4. Définition et rôle du système d'exploitation

🔑 Notions clés & Définitions

• Système d'exploitation : (OS) est un ensemble de programmes qui assurent la gestion des ressources matérielles et logicielles d'un système informatique, coordonnent l'exécution des applications et fournissent une interface permettant à l'utilisateur d'interagir avec la machine.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Le système d'exploitation est le premier logiciel chargé au démarrage de la machine et constitue la base sur laquelle tous les autres programmes fonctionnent.

Compléments

• Le système d'exploitation se situe entre trois acteurs principaux : l'utilisateur qui donne des instructions, les applications qui réalisent des tâches, et le matériel qui exécute physiquement les opérations.

📖 5. Fonctions principales d'un système d'exploitation

🔑 Notions clés & Définitions

• Pilote : (driver) est un programme qui agit comme un traducteur entre un périphérique matériel et le système d'exploitation, permettant à ce dernier de dialoguer avec l'appareil.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Les huit fonctions principales d'un système d'exploitation sont la gestion du processeur, de la mémoire, des fichiers, des périphériques, des utilisateurs, de la sécurité, des applications et du réseau.
• L'ordonnancement des processus (CPU Scheduling) est la technique par laquelle le système d'exploitation répartit le temps du processeur entre les programmes en attribuant à chacun un court intervalle de temps.

Compléments

• Le système d'exploitation gère la mémoire en décidant quelles données charger en RAM, quelles données supprimer et quelle quantité de mémoire attribuer à chaque application.
• Les mécanismes de sécurité d'un système d'exploitation incluent l'authentification, les autorisations, le chiffrement, le pare-feu et l'antivirus.
• Le compte administrateur peut installer des logiciels, supprimer des utilisateurs et modifier les paramètres du système, tandis que le compte utilisateur standard ne peut modifier que ses propres fichiers.

📖 6. Principaux systèmes d'exploitation

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Windows est créé par Microsoft, c'est le système d'exploitation le plus utilisé sur les ordinateurs personnels ; il est facile à utiliser mais payant et davantage ciblé par les virus.
• Linux est un système d'exploitation gratuit et libre créé par Linus Torvalds, très sécurisé, stable et idéal pour les serveurs, mais certaines applications Windows n'y sont pas disponibles.

Compléments

• macOS est développé par Apple et est uniquement disponible sur les ordinateurs Mac ; il est très stable, fluide et sécurisé, mais nécessite un matériel coûteux.
• Android est développé principalement par Google et est le système mobile le plus répandu au monde, utilisé sur Samsung, Xiaomi, Oppo, Tecno et Infinix.
• iOS est développé par Apple pour l'iPhone et offre une sécurité élevée, une excellente optimisation et des mises à jour régulières.

📖 7. Systèmes d'exploitation embarqués et cas pratiques

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Les systèmes d'exploitation se retrouvent dans de nombreux appareils au-delà des ordinateurs : smartphones, tablettes, montres connectées (Wear OS, watchOS), téléviseurs intelligents (Android TV, Tizen, webOS), voitures connectées (Android Automotive, QNX) et objets connectés (FreeRTOS, Zephyr, Embedded Linux).

Compléments

• Au démarrage d'un ordinateur, le BIOS/UEFI initialise les composants matériels, puis le système d'exploitation est chargé depuis le disque, l'écran de connexion apparaît, et le bureau est affiché après saisie du mot de passe.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des trois catégories de logiciels

Comparaison des principaux systèmes d'exploitation

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Le matériel et le logiciel sont indissociables : sans logiciel le matériel ne sait pas quoi faire, et sans matériel le logiciel ne peut pas être exécuté.
2. La RAM perd ses données à l'extinction contrairement au disque dur qui conserve les données de façon permanente.

✅ Checklist Examen

1. Système informatique
2. Matériel
3. Logiciel
4. Système d'exploitation
5. Pilote
6. Processeur
7. Logiciel système
8. Mémoire vive
9. Logiciel d'application
10. Disque dur
11. Logiciel utilitaire
12. Carte mère
13. Carte graphique
14. Les quatre composantes d'un système informatique sont l'utilisateur, les logiciels, le matériel et les données.