Informatique G©n©rale Informatique G©n©rale Syst¨mes d'exploitation

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Informatique Gnrale

    Guillaume HutzlerLaboratoire IBISC(Informatique Biologie Intgrative et Systmes Complexes)guillaume.hutzler@ibisc.univ-evry.frCours Dokeos 625http://www.ens.univ-evry.fr/modx/dokeos.html

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Plan et objectifs du cours

    Objectifs du cours Donner une vue densemble de linformatique

    du point de vue historique du point de vue des concepts du point de vue des techniques

    Donner un aperu des mtiers de linformatique

    Sances 1-2 : Histoire de linformatique 3-4 : Fondements mathmatiques de linformatique 5-6 : Architecture des ordinateurs et des micro-processeurs 7-8 : Systmes dexploitation 9-10 : Langages de programmation 11-12 : Rseaux

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Informatique GnraleSystmes dexploitation

    Guillaume HutzlerLaboratoire IBISC(Informatique Biologie Intgrative et Systmes Complexes)guillaume.hutzler@ibisc.univ-evry.fr

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Le systme dexploitation

    Le systme d'exploitation (SE, en anglais Operating Systemou OS) est un ensemble de programmes responsables de laliaison entre les ressources matrielles d'un ordinateur et lesapplications de l'utilisateur (traitement de texte, jeu vidos,etc.). Il assure le dmarrage de l'ordinateur, et fournit auxprogrammes applicatifs des interfaces standardises pourles priphriques.

    Typiquement, un Systme d'Exploitation est compos : d'un noyau ; de bibliothques dynamiques ; d'un ensemble d'outils systme ; de programmes applicatifs de base.

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Le systme dexploitationLe noyau

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Le systme dexploitationLe noyau

    gestion des priphriques (au moyen de pilotes)

    gestion des processus : attribution de la mmoire chaque processus ordonnancement des processus (rpartition du temps

    dexcution sur le ou les processeurs) synchronisation et communication entre processus (services de

    synchronisation, dchange de messages, mise en commun desegments de mmoire, etc.)

    gestion des fichiers (au moyen de systmes de fichiers)

    gestion des protocoles rseau (TCP/IP, IPX, etc.)

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Le systme dexploitationAutres composantes de lOS

    Les bibliothques dynamiques regroupent les oprationsles plus utilises dans les programmes informatiques viter la redondance de ces oprations dans tous les

    programmes certains systmes ne proposent pas de bibliothques

    dynamiques

    Les outils systme permettent : de configurer le systme de passer le relais aux applications proposant des services un

    ou plusieurs utilisateurs ou d'autres ordinateurs

    Les programmes applicatifs de base offrent des services l'utilisateur (calculatrice, diteur de texte, navigateur web,etc.)

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Quelques OS...

    MacOS

    Linux

    Mais aussi :Unix,Solaris,VMS,OS/400,MVS...

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Petit retour historique

    1re gnration (1945-1955) Tubes vides Tableaux dinterrupteurs, cartes perfores

    2me gnration (1955-1965) Transistors Traitements par lots

    3me gnration (1965-1980) Circuits intgrs Mini-ordinateurs, faible rapport qualit/prix

    4me gnration (1980-aujourdhui) Microprocesseurs (circuits intgrs haute densit) Micro-ordinateurs, peu chers

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    J. Mauchly / J. P. Eckert - ENIAC (1943-1945)

    Moore School (Universit de Pennsylvanie) Electronic Numerical Integrator And Computer destin au calcul de tables balistiques souvent considr comme le premier ordinateur

    Caractristiques 30 tonnes / 150 KW / 18000 tubes vide / 200 KHz programmation par recablage utilise la base 10 accumulateurs

    Fonctionne jusquen 1952 fragile (1 panne / 3 jours)

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Du point de vue du systme...

    Protocole classique dutilisation de la machine Le programmeur demande une rservation de la machine pour

    une certaine dure Il insre son programme dans la machine en manipulant le

    tableau dinterrupteurs Dans les heures qui suivent, il prie pour quaucun des quelques

    20.000 tubes ne grille pendant lexcution

    Protocole amlior avec les cartes perfores Un programme est crit sur des cartes Les cartes sont lues par la machine au lieu dutiliser des

    tableaux dinterrupteurs pour programmer la machine

    Systme dexploitation pas de systme dexploitation...

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    1947 : invention du transistor

    Le transistor est le composant lectronique actiffondamental en lectronique utilis principalement commeinterrupteur command et pour l'amplification, mais aussipour stabiliser une tension, moduler un signal ainsi que denombreuses autres utilisations

    Supplante le tube vide plus petit plus fiable

    ordinateurs de deuxime gnration IBM 1401 (59) / 1620 (60) / 7000 (60) DEC PDP-1 (60)

    1er ordinateur interactif

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Du point de vue du systme...

    Protocole dutilisation de la machine Le programmeur apporte son paquet de cartes dans la salle de

    soumission des jobs (tches, programmes excuter) Loprateur fait lire et excuter les cartes par la machine Loprateur rcupre la trace dexcution sur une imprimante

    et la stocke dans la salle des rsultats pour que leprogrammeur la rcupre

    Loprateur prend ensuite un autre paquet de cartes soumis etrpte le processus prcdent

    De plus, si le compilateur FORTRAN est ncessaire, loprateurdoit galement le charger dans la machine

    Systmes dexploitation FMS (Fortran Monitor System) IBYS (1er systme dexploitation de lIBM 7094)

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Protocole dutilisation de la machine

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    1958 : invention du circuit intgr

    Le circuit intgr, aussi appel puce lectronique, est uncomposant lectronique reproduisant une ou plusieursfonctions lectroniques plus ou moins complexes, intgrantsouvent plusieurs types de composants lectroniques debase dans un volume rduit, rendant le circuit facile mettreen oeuvre

    Ordinateurs de 2megnration 1964 : IBM srie 360

    1re gamme dordinateurscompatibles entre eux

    1964 : DEC PDP-8 beaucoup plus compact

    1969 : Data General Nova bon march (50000

    exemplaires vendus)

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Nouvelles techniques dans les systmes dexploitation

    Multiprogrammation possibilit de faire co-exister plusieurs programmes

    simultanment en mmoire, et de mettre profit les "tempsmorts" d'un programme (par exemple les oprations d'entre-sortie) pour "faire avancer" les autres programmes

    Mmoire partage Mcanismes de protection

    Spool (Simultaneous Peripheral Operation On-Line) Processus de communication de donnes entre programmes

    par lintermdiaire dune zone de travail temporaire rendu possible grce au fait de pouvoir raliser des oprations de

    lecture et dcriture de manire simultane sur le disque IBM 1401 nest plus ncessaire Manipulations de bandes ont disparu

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Exemples de systmes dexploitation

    MULTICS, du MIT, Bell Labs et General Electric Systme capable de supporter des centaines dutilisateurs

    simultans

    Systmes pour mini-ordinateurs, DEC PDP PDP-1 PDP-11 Peu despace mmoire (4 K-mots de 18 bits) Performants pour des tches non scientifiques

    UNIX Ken Thompson de Bell Labs, qui a travaill sur MULTICS, a crit

    une version allge de MULTICS pour un PDP-7 Norme POSIX

    Linux (Linus Torvalds) Proche dUnix Version commerciale

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    1971 : invention du microprocesseur

    1971 : Intel 4004

    Ordinateurs de 4me gnration 1973 : Micral 1975 : Altar (ordinateur en kit, Intel 8080) 1976 : Apple I (S. Wozniak / S. Jobs) 1977 : Apple II (S. Wozniak / S. Jobs)

    architecture ouverte lecteur de disquette cran graphique en couleur

    1981 : IBM PC (Intel 8088) 1982 : IBM PC/AT (Intel 80286) Commodore 64 1983 : Apple Lisa (interface graphique) 1984 : Apple Macintosh (Motorola 68000,

    interface graphique & souris) 1985 : Commodore Amiga

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    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Du point de vue du systme (1)

    CP/M (Control Program for Microcomputers) En 1974, CP/M est conu pour Intel par leur consultant Gary

    Kildall pour le processeur Intel 8080 Comprend un contrleur pour le tout rcent lecteur de

    disquettes 8 En 1977, Digital Research est fond par G. Kildall pour

    commercialiser des CP/M

    MS-DOS (MicroSoft-Disk Operating System) En 1980, IBM propose lIBM PC

    demande Digital Research de porter CP/M sur PC demande Microsoft

    achte QDOS (Quick and Dirty Operating System) le revend IBM aprs quelques modifs (PC-DOS / MS-DOS) obtient quil soit factur avec chaque PC vendu (taxe Microsoft)

    Informatique gnrale - Systmes dexploitation

    Du point de vue du systme (2)

    Macintosh dApple Steve Jobs (co-inventeur dApple) visite le centre de recherche de

    Xerox par cet dcouvre linvention du concept dIHM graphique construit un Apple avec une IHM graphique

    Lisa, trop cher, chec commercial Macintosh, beaucoup moins cher, trs convivial Destin des utilisateurs qui ne connaissaient rien aux ordinateurs et qui

    navaient aucunement lintention den apprendre quoi que ce soit

    Windows de Microsoft (3.1/95/98/NT/2000/XP/Vista) Successeur de MS-DOS Influenc par le succs