Comprendre le Matériel et les Systèmes d'Exploitation

Les Composants Essentiels du Matériel Informatique

Les principaux éléments de matériel sont :

• CPU (Central Processing Unit) : est responsable de gérer, de coordonner et d'effectuer toutes les opérations d'un système informatique. Il comporte deux éléments principaux : l'unité de contrôle et l'unité arithmétique et logique.
• Mémoire principale : stocke les programmes et les données utilisés ultérieurement par le CPU.
• Unité d'entrée/sortie : Responsable de connecter des périphériques à la CPU et à la mémoire principale.
• Périphériques : sont des appareils capables d'insérer ou de supprimer des informations vers ou depuis l'ordinateur. Les périphériques peuvent être d'entrée uniquement (clavier, scanner), de sortie uniquement (imprimante, écran), ou d'entrée/sortie (stockage sur disque).

Types de Systèmes d'Exploitation

Pour comprendre les différents types de systèmes d'exploitation, il est important de connaître les deux formes possibles d'exploitation :

• Traitement par lots : Ce système était utilisé dans la deuxième génération d'ordinateurs. Ce type de traitement est maintenant obsolète, car l'information passe par différentes étapes dans différents systèmes, et chaque phase prend du temps à se réaliser.
• Traitement en temps réel : Similaire au précédent, sauf que l'utilisateur saisit les données, ce qui démarre le programme pour traiter les données d'entrée, et tout est fait dans un seul système informatique et dans un laps de temps relativement court.

En fonction du nombre d'utilisateurs qui peuvent utiliser les ressources système, le système d'exploitation peut être :

• Mono-utilisateur : Les systèmes mono-utilisateur sont ceux qui ne peuvent servir qu'un seul utilisateur, en raison des contraintes imposées par le matériel, le logiciel ou le type d'application en cours d'exécution.
• Multi-utilisateurs : Contrairement aux systèmes mono-utilisateur, cette catégorie comprend tous les systèmes qui répondent simultanément aux besoins de plusieurs utilisateurs, qui partagent les mêmes ressources. Ces systèmes sont notamment utilisés dans les réseaux.

Structure en Couches des Systèmes d'Exploitation

Actuellement, les systèmes d'exploitation sont organisés en couches. Les cinq niveaux fondamentaux dans une structure de système d'exploitation sont les suivants :

• Niveau 1 : Gestion du processeur. Ce niveau est responsable de la gestion du CPU. Il est responsable de la priorisation des processus en cours.
• Niveau 2 : Gestion de la mémoire. Responsable de l'allocation de mémoire aux processus, ainsi que de la protection de la zone de mémoire occupée par un processus contre l'accès par un autre.
• Niveau 3 : Gestion des processus. Ce niveau démarre, arrête et met fin aux processus en fonction des commandes des autres niveaux ou de l'utilisateur lui-même.
• Niveau 4 : Gestion des périphériques de stockage et des périphériques d'E/S. Ce niveau est responsable de l'interaction avec les périphériques de stockage externes et les périphériques d'entrée/sortie.
• Niveau 5 : Gestion de l'information. Ce niveau gère les noms logiques des fichiers, des répertoires et des attributs de fichier. Il crée, détruit et modifie des fichiers.

Techniques de Gestion de la Mémoire

Pagination

Cette technique consiste à diviser la RAM en parties égales, appelées cadres, et les programmes en parties de la même taille, appelées pages. Pour trouver un programme dans la mémoire, le système d'exploitation recherche les cadres de la mémoire physique qui sont libres.

L'utilisation de la table de pages permet d'assigner les adresses physiques des cadres aux pages qui divisent le programme. La répartition des cadres n'a pas à être contiguë.

Segmentation

La segmentation est une technique similaire à la pagination, qui permet de définir des blocs de mémoire de taille variable. Chaque segment peut varier de 0 à une taille maximale. La longueur maximale d'un segment peut varier selon les besoins de l'application. L'inconvénient de ce type de gestion est la fragmentation externe, c'est-à-dire que, comme la taille des blocs est variable, il peut y avoir des parties de la mémoire qui ne sont pas utilisées.