exposé: le système d'exploitation, ou SE

« INTRODUCTION Dans le monde numérique d'aujourd'hui, nous utilisons constamment une multitude d'appareils technologiques, des ordinateurs portables aux smartphones en passant par les tablettes et même les montres connectées.

Au cœur de ces appareils se trouve un élément essentiel, souvent méconnu du grand public : le système d'exploitation, ou SE.

Que vous soyez un utilisateur occasionnel ou un passionné de technologie, comprendre le fonctionnement du système d'exploitation est crucial pour tirer le meilleur parti de nos appareils et de notre expérience informatique.

Dans cet exposé, nous allons plonger dans le monde fascinant du système d'exploitation, explorer ses fondements, ses fonctionnalités et son importance dans notre vie quotidienne. I. HISTORIQUE DU SYSTEME D'EXPLOITATION Depuis les débuts de l'informatique, l'évolution du système d'exploitation a été marquée par une série de progrès significatifs, reflétant les avancées technologiques et les besoins croissants des utilisateurs.

Retraçons brièvement ce parcours historique 1.

Les débuts : Les premiers ordinateurs étaient contrôlés par des programmes spécifiques câblés directement dans le matériel.

Il n'y avait pas de véritable système d'exploitation comme nous le connaissons aujourd'hui. 2.

Les années 1950 : Avec l'introduction des premiers ordinateurs commerciaux, les systèmes d'exploitation rudimentaires sont apparus.

L'un des premiers exemples est le système d'exploitation GM-NAA I/O, développé pour le célèbre IBM 7090 en 1956. 3.

L'avènement des systèmes en temps partagé : Dans les années 1960, les ordinateurs ont commencé à être partagés entre plusieurs utilisateurs simultanément. Des systèmes d'exploitation comme CTSS (Compatible Time-Sharing System) et Multics ont émergé pour faciliter cette transition. 4.

Les systèmes multiprogrammés de systèmes d'exploitation multiprogrammés, capables d'exécuter plusieurs tâches simultanément en partageant efficacement les ressources disponibles.

Des exemples notables incluent OS/360 d'IBM et UNIX. : Les années 1960 et 1970 ont vu l'introduction 5.

L'ère des interfaces graphiques : Dans les années 1980, les interfaces graphiques utilisateur (GUI) sont devenues populaires avec des systèmes d'exploitation tels que Apple Macintosh System Software et Microsoft Windows.

Cela a rendu les ordinateurs plus accessibles et conviviaux pour les utilisateurs non techniques. 6.

L'avènement d'UNIX et de Linux : UNIX, développé dans les années 1970 par AT&T Bell Labs, a eu une influence majeure sur le développement des systèmes d'exploitation modernes.

Linux, une version libre et open-source de UNIX, a été introduit dans les années 1990 et est devenu un pilier important du monde informatique. 1 7.

Les systèmes d'exploitation mobiles : Avec la popularité croissante des smartphones et des tablettes, de nouveaux systèmes d'exploitation mobiles sont apparus, notamment Android de Google et iOS d'Apple, qui ont révolutionné la manière dont nous interagissons avec nos appareils mobiles. 8.

Les tendances actuelles et futures : Aujourd'hui, nous voyons une montée en puissance de la virtualisation, de la conteneurisation, de l'automatisation et de la sécurité dans les systèmes d'exploitation.

Des défis tels que la gestion des données massives, l'intelligence artificielle et l'informatique quantique se profilent à l'horizon, promettant de nouvelles avancées dans les années à venir. II. ARCHITECTURE FONDAMENTALE D'UN SYSTEME D'EXPLOITATION Pour comprendre le fonctionnement d'un système d'exploitation, il est essentiel de connaître son architecture fondamentale, qui repose sur plusieurs composants clés interagissant de manière cohérente.

Voici une vue d'ensemble de cette architecture : 1.

Le Noyau (Kernel) :  Au cœur de tout système d'exploitation se trouve le noyau, qui constitue la partie la plus critique et la plus centrale.

Le noyau est responsable de la gestion directe des ressources matérielles de l'ordinateur, telles que le processeur, la mémoire, les périphériques d'entrée/sortie, etc.  Il fournit également les services essentiels nécessaires au bon fonctionnement du système, tels que la gestion des processus, la gestion de la mémoire, la planification de l'ordonnancement, la gestion des interruptions, la gestion des fichiers, etc.  Le noyau agit comme une couche d'abstraction entre le matériel physique de l'ordinateur et les logiciels applicatifs, offrant ainsi une interface standardisée pour les programmes. 2.

Les Espaces Utilisateurs :  En dehors du noyau, un système d'exploitation comporte divers espaces utilisateurs où s'exécutent les programmes et les processus créés par les utilisateurs ou les applications.  Ces espaces utilisateurs fournissent un environnement isolé pour l'exécution des programmes, garantissant ainsi la stabilité et la sécurité du système.

Chaque processus s'exécute dans son propre espace mémoire, empêchant ainsi les interférences entre eux. 3.

Les Services Système :  Les services système sont des programmes ou des processus exécutés par le système d'exploitation pour fournir des fonctionnalités supplémentaires aux utilisateurs et aux applications. 2  Ces services peuvent inclure des services de gestion des fichiers, des services réseau, des services de sécurité, des services d'interface utilisateur, etc.  Les services système sont généralement lancés au démarrage du système et s'exécutent en arrière-plan, prêts à répondre aux demandes des utilisateurs ou des applications. 4.

Les Interfaces Utilisateur :  Les interfaces utilisateur permettent aux utilisateurs d'interagir avec le système d'exploitation et ses fonctionnalités.

Ces interfaces peuvent être en ligne de commande (CLI) ou graphiques (GUI), en fonction des préférences et des besoins de l'utilisateur.  Les interfaces utilisateur facilitent l'accès aux ressources et aux services du système d'exploitation, ainsi que l'exécution des programmes et des commandes. En résumé, l'architecture fondamentale d'un système d'exploitation se compose du noyau, des espaces utilisateurs, des services système et des interfaces utilisateur.

Cette architecture fournit la base nécessaire pour la gestion efficace des ressources matérielles, l'exécution des programmes et la fourniture de services essentiels aux utilisateurs et aux applications. III. LES FONCTIONS PRINCIPALES D'UN SYSTEME D'EXPLOITATION Un système d'exploitation (SE) remplit plusieurs fonctions essentielles pour assurer le bon fonctionnement d'un ordinateur ou d'un dispositif informatique. Ces fonctions couvrent un large éventail de tâches, allant de la gestion des ressources matérielles à la fourniture d'interfaces utilisateur conviviales.

Voici un aperçu des principales fonctions d'un système d'exploitation : 1.

Gestion des Ressources :   Allocation des ressources matérielles telles que le processeur, la mémoire, les périphériques d'entrée/sortie, etc., aux processus et aux applications en cours d'exécution. Contrôle de l'accès aux ressources pour éviter les conflits et garantir une utilisation efficace des capacités matérielles disponibles. 2.

Ordonnancement des Processus :   Planification et ordonnancement des processus en attente d'exécution sur le processeur, en fonction de priorités prédéfinies, de politiques d'ordonnancement et de contraintes système. Maximisation de l'utilisation du processeur en répartissant équitablement le temps d'exécution entre les processus concurrents. 3.

Gestion de la Mémoire :   Allocation et libération de l'espace mémoire pour les processus en cours d'exécution, en maintenant un tableau de correspondance entre les adresses logiques et physiques. Gestion des pages mémoire et des mécanismes de pagination pour optimiser l'utilisation de la mémoire physique et virtuelle disponible. 4.

Gestion des Fichiers et des Dispositifs de Stockage : 3   Organisation et gestion des fichiers sur les dispositifs de stockage, y compris la création, la lecture, l'écriture, la suppression et la recherche de fichiers. Gestion des systèmes de fichiers, y compris la hiérarchie des répertoires, les permissions d'accès et les mécanismes de protection des données. 5.

Interfaces Utilisateur :   Fourniture d'interfaces utilisateur conviviales pour permettre aux utilisateurs d'interagir avec le système d'exploitation et ses fonctionnalités. Prise en charge d'interfaces utilisateur graphiques (GUI) et/ou de lignes de commande (CLI), en fonction des préférences et des besoins des utilisateurs. 6.

Gestion des Entrées/Sorties :  IV. Contrôle des échanges de données entre le système d'exploitation, les périphériques d'entrée/sortie et les applications en cours d'exécution.  Gestion des files d'attente d'E/S, des tampons de données et des mécanismes de synchronisation pour assurer des opérations d'E/S efficaces et fiables. En résumé, les fonctions principales d'un système d'exploitation incluent la gestion des ressources, l'ordonnancement des processus, la gestion de la mémoire, la gestion des fichiers et des dispositifs de stockage, les interfaces utilisateur et la gestion des entrées/sorties.

Ces fonctions sont cruciales pour assurer un fonctionnement fluide et efficace de l'ordinateur ou du dispositif informatique. LES DIFFERENTS TYPES DE SYSTEMES D'EXPLOITATION Les systèmes d'exploitation (SE) se déclinent en différents types, chacun adapté à des environnements et des besoins spécifiques.

Voici un aperçu des principaux types de systèmes d'exploitation : 1.

Systèmes d'Exploitation pour Ordinateurs Personnels :    Exemples : Microsoft Windows, macOS, distributions Linux (Ubuntu, Fedora, Debian, etc.) Ces systèmes d'exploitation sont conçus pour les ordinateurs personnels, offrant une interface utilisateur conviviale et un large éventail de fonctionnalités pour les utilisateurs domestiques et professionnels. Ils prennent en charge une gamme diversifiée de logiciels applicatifs, des suites bureautiques aux jeux vidéo, en passant par les outils de développement. 2.

Systèmes d'Exploitation Mobiles :    Exemples : Android, iOS (iPhone/iPad), Windows Phone (maintenant abandonné) Développés spécifiquement pour les appareils mobiles tels que les smartphones et les tablettes, ces systèmes d'exploitation offrent une interface tactile optimisée et des fonctionnalités adaptées à la mobilité. Ils prennent en charge une multitude d'applications mobiles téléchargeables depuis des magasins d'applications dédiés. 3.

Systèmes d'Exploitation Embarqués :  Exemples : Embedded Linux, FreeRTOS, Android Things 4  .... »