Un système d’exploitation agit comme un intermédiaire entre l’utilisateur d’un ordinateur et le matériel informatique. Le but d’un système d’exploitation est de fournir un environnement dans lequel un utilisateur peut exécuter des programmes d’une manière pratique et efficace.
Un système d’exploitation est un logiciel qui gère le matériel informatique. Le matériel doit fournir des mécanismes appropriés pour assurer le bon fonctionnement du système informatique et pour empêcher les programmes de l’utilisateur d’interférer avec le bon fonctionnement du système.
Système d’exploitation – Définition:
- Un système d’exploitation est un programme qui contrôle l’exécution des programmes d’application et agit comme une interface entre l’utilisateur d’un ordinateur et le matériel informatique.
- Une définition plus courante est que le système d’exploitation est le seul programme fonctionnant à tout moment sur l’ordinateur (généralement appelé noyau), tous les autres étant des programmes d’application.
- Un système d’exploitation s’occupe de l’allocation des ressources et des services, tels que la mémoire, les processeurs, les périphériques et les informations. Le système d’exploitation comprend de manière correspondante des programmes pour gérer ces ressources, tels qu’un contrôleur de trafic, un ordonnanceur, un module de gestion de la mémoire, des programmes d’E/S et un système de fichiers.
Fonctions du système d’exploitation – Le système d’exploitation remplit trois fonctions :
- Commodité : Un système d’exploitation rend un ordinateur plus pratique à utiliser.
- Efficacité : Un OS permet d’utiliser les ressources du système informatique de manière efficace.
- Capacité d’évolution : Un OS doit être construit de manière à permettre le développement, le test et l’introduction efficaces de nouvelles fonctions du système en même temps sans interférer avec le service.
Système d’exploitation en tant qu’interface utilisateur –
- Utilisateur
- Système et programmes d’application
- Système d’exploitation
- Matériel
Tout ordinateur à usage général se compose du matériel, du système d’exploitation, des programmes système et des programmes d’application. Le matériel se compose de la mémoire, de l’unité centrale, de l’ALU et des dispositifs d’entrée/sortie, du dispositif périphérique et du dispositif de stockage. Le programme système comprend des compilateurs, des chargeurs, des éditeurs, un système d’exploitation, etc. Le programme d’application se compose de programmes d’affaires, de programmes de base de données.
Fig1 : Vue conceptuelle d’un système informatique
Tout ordinateur doit avoir un système d’exploitation pour exécuter d’autres programmes. Le système d’exploitation coordonne l’utilisation du matériel entre les différents programmes système et les programmes d’application pour les différents utilisateurs. Il fournit simplement un environnement dans lequel d’autres programmes peuvent faire un travail utile.
Le système d’exploitation est un ensemble de programmes spéciaux qui s’exécutent sur un système informatique et qui lui permettent de fonctionner correctement. Il effectue des tâches de base telles que la reconnaissance des entrées du clavier, le suivi des fichiers et des répertoires sur le disque, l’envoi des sorties sur l’écran d’affichage et le contrôle des périphériques.
Le système d’exploitation est conçu pour servir deux objectifs fondamentaux :
- Il contrôle l’allocation et l’utilisation des ressources du Système informatique entre les différents utilisateurs et tâches.
- Il fournit une interface entre le matériel informatique et le programmeur qui simplifie et rend faisable le codage, la création, le débogage des programmes d’application.
Le système d’exploitation doit supporter les tâches suivantes. Les tâches sont :
- Fournit les facilités de création, de modification des programmes et des fichiers de données en utilisant un éditeur.
- Accès au compilateur pour traduire le programme utilisateur du langage de haut niveau au langage machine.
- Prestation d’un programme de chargement pour déplacer le code de programme compilé vers la mémoire de l’ordinateur en vue de son exécution.
- Prestation de routines qui gèrent les détails de la programmation des E/S.
Gestion du système d’E/S –
Le module qui garde la trace de l’état des périphériques est appelé contrôleur de trafic d’E/S. Chaque périphérique d’E/S a un gestionnaire de périphérique qui réside dans un processus séparé associé à ce périphérique.
Le sous-système d’E/S se compose de
- Un composant de gestion de la mémoire qui comprend la mise en mémoire tampon, la mise en cache et le spooling.
- Une interface générale de pilotes de périphériques.
Des pilotes pour des périphériques matériels spécifiques.
Assembleur –
L’entrée d’un assembleur est un programme en langage d’assemblage. La sortie est un programme objet plus des informations qui permettent au chargeur de préparer le programme objet pour l’exécution. Il fut un temps où le programmeur informatique avait à sa disposition une machine de base qui interprétait, par le biais du matériel, certaines instructions fondamentales. Il programmait cet ordinateur en écrivant une série de uns et de zéros (langage machine), les plaçait dans la mémoire de la machine.
Compilateur –
Les langages de haut niveau- les exemples sont FORTRAN, COBOL, ALGOL et PL/I sont traités par des compilateurs et des interprètes. Un compilateur est un programme qui accepte un programme source dans un « langage de haut niveau » et produit un programme objet correspondant. Un interprète est un programme qui semble exécuter un programme source comme s’il s’agissait d’un langage machine. Le même nom (FORTRAN, COBOL, etc.) est souvent utilisé pour désigner à la fois un compilateur et le langage qui lui est associé.
Loader –
Un Loader est une routine qui charge un programme objet et le prépare à l’exécution. Il existe différents schémas de chargement : absolu, relocalisation et liaison directe. En général, le chargeur doit charger, relocaliser et lier le programme objet. Le chargeur est un programme qui place les programmes en mémoire et les prépare à l’exécution. Dans un schéma de chargement simple, l’assembleur produit la traduction en langage machine d’un programme sur un périphérique secondaire et un chargeur le place dans le noyau. Le chargeur place en mémoire la version en langage machine du programme de l’utilisateur et lui transfère le contrôle. Comme le programme du chargeur est beaucoup plus petit que l’assembleur, ceux-ci rendent plus de noyau disponible pour le programme de l’utilisateur.
Histoire du système d’exploitation –
Le système d’exploitation a évolué au cours des années. Le tableau suivant montre l’histoire du système d’exploitation.
| Génération | Année | Dispositif électronique utilisé | Types de dispositifs OS |
|---|---|---|---|
| Première | 1945-55 | Tubes à accumulation | Cartes à fiches |
| Deuxième | 1955-65 | Transistors | Systèmes de lots |
| Troisième | 1965-80 | Circuits intégrés (IC) | Multiprogrammation |
| Quatrième | Depuis 1980 | Intégration à grande échelle | PC |
Types de système d’exploitation –
- Système d’exploitation par lot- Enchaînement de travaux dans un programme sur un ordinateur sans interventions manuelles.
- Système d’exploitation en temps partagé- permet à de nombreux utilisateurs de partager les ressources de l’ordinateur.(Utilisation maximale des ressources).
- Système d’exploitation distribué- gère un groupe d’ordinateurs différents et fait apparaître comme un seul ordinateur.
- Système d’exploitation en réseau- les ordinateurs fonctionnant sous un système d’exploitation différent peuvent participer à un réseau commun (Il est utilisé à des fins de sécurité).
- Système d’exploitation en temps réel- signifie que les applications fixent les délais.
Les exemples de système d’exploitation sont –
- Windows (basé sur une interface graphique, PC)
- GNU/Linux (personnel, stations de travail, ISP, serveur de fichiers et d’impression, client/serveur à trois niveaux)
- macOS (Macintosh), utilisé pour les ordinateurs personnels et les stations de travail d’Apple (MacBook, iMac).
- Android (système d’exploitation de Google pour smartphones/tablettes/smartwatches)
- iOS (système d’exploitation d’Apple pour iPhone, iPad et iPod Touch)
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