TAI006 Caractériser l’architecture d’un système d’exploitation de micro-ordinateur
Apport d’informations et de connaissances
TAI006 Caractériser l’architecture d’un système d’exploitation Apport d’informations et de connaissances
TAI006 Caractériser l’architecture d’un système d’exploitation de micro-ordinateur
TABLE DES MATIERES
1 INTRODUCTION 3
1.1 description 3
1.2 Systèmes multi-tâches 4
1.3 Systèmes multiprocesseurs 4
1.4 systèmes multi-utilisateurs 4
1.5 Les types de systèmes d’exploitation 4
2 Les couches logiciels d’un micro-ordinateur 6
2.1 Schéma général 6
2.2 Présentation des couches 7
2.2.1 Le Hardware (couche 1) 7
2.2.2 Le Firmware (couche 2) 7
2.2.3 Les drivers (couche 2) 7
2.2.3.1 Comment fonctionne un driver 8
2.2.3.2 Le Plug and Play 8
2.2.3.3 Installer un driver sous Windows 8
2.2.4 Le Software (couche 3 - 4) : 9
2.2.4.1 Le système d'exploitation (couche 3) : 9
2.2.4.2 Les utilitaires et les langages de programmation (couche 4) : 9
2.2.4.3 Les programmes d'applications (couche 4): 9
3 Les fonctions d’un système d’exploitation 10
4 LES Principales fonctionnalités 12
4.1 Fonctions communes 12
4.1.1 La gestion de la mémoire 12
4.1.2 La gestion des processus 13
4.1.3 La gestion des fichiers 14
4.1.4 La gestion des périphériques 15
4.2 Fonctions spécifiques 16
4.2.1 La sécurité 16
4.2.2 Le réseau 17
4.2.3 Autres fonctionnalités 17
5 La compatibilité entre systèmes 18
5.1 Les types de processeurs 18
5.2 Organisation des données sur les unités de stockage 18
5.3 Compatibilité réseau 19
6 PROCESSUS DE DEMARRAGE 20
6.1 Le BIOS 20
6.2 Le système d'exploitation 20
1 INTRODUCTION
1.1 description
Pour qu'un ordinateur soit capable de faire fonctionner un programme, il faut que la machine puisse effectuer un certain nombre d'opérations préparatoires afin d'assurer les échanges entre l'unité centrale, la mémoire et certains périphériques.
Or, les périphériques varient d'un ordinateur à un autre, particulièrement sur un PC. Il faut donc des pilotes de périphériques (petits programmes spécifiques servant à gérer le fonctionnement d’un périphérique, en anglais drivers) différents selon les types d'ordinateurs et les types de périphériques.
C'est le système d'exploitation (en anglais Operating System, souvent abrégé en OS) qui assure ces tâches de liaison entre le matériel, l'utilisateur et les applications (traitement de texte, jeu,...). Il permet de "dissocier" les programmes et le matériel, ce qui simplifie grandement le développement de logiciels.
D'autre part, le système d'exploitation fournit un certain nombre d'outils pour gérer la machine. Il assure l'initialisation du système après une mise sous tension. Grâce à des routines (drivers ou gestionnaires de périphériques) il peut gérer les périphériques, en assurant des opérations aussi simples que l'affichage des caractères à l'écran ou bien la lecture du clavier, mais aussi le pilotage d'une imprimante ou d'un scanner...
Les périphériques d'entrée-sortie (par exemple les cartes d'extension) varient d'un modèle d'ordinateur à un autre, il faut donc un système qui puisse unifier l'écriture des instructions gérant le matériel. Ainsi lorsqu'un programme désire afficher des informations à l'écran, il n'a pas besoin d'envoyer des informations spécifiques à la carte graphique (il faudrait que chaque programme prenne en compte la programmation de chaque carte...), il envoie les informations au système d'exploitation, qui se charge de les transmettre au périphérique concerné.
La communication avec le système d'exploitation s'établit par l'intermédiaire d'un interpréteur de commandes et de son langage de commandes. Cela permet à l'utilisateur de travailler avec les périphériques en ignorant tout des caractéristiques du matériel qu'il utilise, de la gestion des adresses physiques...
1.2 Systèmes multi-tâches
Les systèmes d'exploitation multi-tâches permettent de partager le temps du processeur entre plusieurs programmes, ainsi ceux-ci sembleront s'exécuter simultanément.
Pour ce faire, les applications sont découpées en séquence d'instructions que l'on appelle tâches ou processus. Ces tâches seront tour à tour actives, en attente, suspendues ou détruites, suivant la priorité qui leur est associée et l’état d’avancement du programme.
Un système est dit préemptif lorsqu'il possède un ordonnanceur (aussi appelé planificateur ou scheduler), qui répartit, selon différents critères de priorité, le temps machine entre les différentes tâches qui en font la demande. C’est le planificateur qui active et qui décide d’arrêter les tâches. Ce système est relativement fiable (ex : Win 98, 2000, XP).
Un système est dit coopératif lorsque c’est la tâche active elle-même qui rend la main au système d’exploitation lorsqu’elle à fini son job. L’inconvénient, c’est que si la tâche plante, toute la machine est bloquée (ex : Win 3.11).
Le système est dit à temps partagé lorsqu'un quota de temps est alloué à chaque processus par l'ordonnanceur. C'est notamment le cas des systèmes multi utilisateurs qui permettent à plusieurs utilisateurs de travailler simultanément sur une même machine.
1.3 Systèmes multiprocesseurs
Ces systèmes sont nécessairement multi-tâches puisqu'on leur demande d'une part de pouvoir exécuter simultanément plusieurs applications, mais surtout d'organiser leur exécution sur les différents processeurs (qui peuvent être identiques ou non). Ces systèmes peuvent être soit architecturés autour d'un processeur central qui coordonne les autres processeurs, soit avec des processeurs indépendants qui possèdent chacun leur système d'exploitation, ce qui leur vaut de communiquer entre eux par l'intermédiaire de protocoles.
1.4 systèmes multi-utilisateurs
Plusieurs utilisateurs à travers des terminaux ou à travers le réseau peuvent accéder aux ressources de l'ordinateur. Ceci rejoint un peu le multi-tâches, dans le sens où le microprocesseur partage son "temps" entre plusieurs utilisateurs donc plusieurs programmes.
1.5 Les types de systèmes d’exploitation
On distingue plusieurs types de systèmes d'exploitation, selon qu'ils sont capables de gérer simultanément des informations d'une longueur de 16 bits, 32 bits, 64 bits ou plus.
Système Codage Mono utilisateur Multi-utilisateur Mono tâche Multi-tâches
DOS 16 bits X X
Windows3.1 16/32 bits X coopératif
Windows95/98/Me 32 bits X préemptif
WindowsNT/2000/XP 32 bits X préemptif
Unix 32 bits X préemptif
MAC/OS X 32 bits X coopératif
VMS (DEC) 32 bits X préemptif
A ce tableau il faut ajouter un système récent : Windows VISTA.
2 Les couches logicielLEs d’un micro-ordinateur
2.1 Schéma général
On a l’habitude de représenter l’ensemble d’un ordinateur par des cercles concentriques. L’extérieur correspond à l’utilisateur, et le cercle central étant le matériel, le Hardware.
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