Concepts Fondamentaux des Systèmes Informatiques

Introduction aux Systèmes Informatiques

Logiciels d'Application

Un logiciel d'application est un ensemble de programmes conçus pour permettre à l'ordinateur d'effectuer une tâche spécifique. Ce groupe comprend les traitements de texte, les tableurs, les logiciels de présentation ou les systèmes de gestion de bases de données. Ces programmes sont également utilisés pour développer des applications spécifiques, par exemple pour la facturation ou la paie.

Système Logiciel (Base de Fonctionnement)

Le système d'exploitation est le composant logiciel d'un système informatique capable de gérer les informations et les processus des programmes sur les composants électroniques d'un ordinateur ou d'un système informatique.

Système Informatique

Un système informatique désigne l'ensemble des éléments (ordinateurs, écrans, claviers) utilisés pour effectuer des opérations d'applications informatiques.

Composants de l'Unité Centrale

Les éléments qui composent l'unité centrale sont les suivants :

• Registre d'adresses : Contient l'adresse de la cellule mémoire à laquelle vous accédez.
• Registre de données : Lit les données et mémorise les opérations d'écriture des données.
• Sélecteur de mémoire : C'est la mémoire utilisée chaque fois que vous avez besoin de lire ou d'écrire, en reliant la cellule ou l'emplacement mémoire pour l'échange.
• Contrôle : Indique si une opération est de lecture ou d'écriture.

Mémoire RAM Partagée

À l'heure actuelle, il est fréquent de voir des PC avec une carte graphique intégrée sur la carte mère. Au lieu d'avoir sa propre banque de mémoire, une partie de la mémoire RAM du processeur lui est allouée.

Mémoire ROM

La mémoire ROM (Read-Only Memory) est une mémoire en lecture seule. Son contenu ne peut être modifié.

Seules les mémoires EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) peuvent être modifiées, mais la modification est limitée aux points suivants :

1. Modification de la configuration système.
2. Changement du firmware du système.
3. Type de disque dur installé.
4. Configuration des périphériques installés.

Mémoire CMOS

La mémoire CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) stocke les paramètres logiques pour l'initialisation et l'utilisation ultérieure de l'ordinateur.

Le CMOS est un type de mémoire d'ordinateur qui se caractérise par une très faible consommation d'énergie, le rendant idéal pour stocker les données du BIOS. Bien qu'elle soit préconfigurée en usine, elle est modifiable par l'utilisateur. Les informations lues à partir du BIOS sont chargées dans le CMOS pour commencer à utiliser l'ordinateur. Cette mémoire est non volatile car les ordinateurs d'aujourd'hui intègrent une batterie qui la maintient alimentée. Cette batterie est rechargée lorsque l'ordinateur est connecté au secteur. Si l'ordinateur est éteint pendant une longue période, cette batterie se décharge et la mémoire CMOS perd toutes les informations qu'elle contient.

Types de Bus

• Bus d'instructions et de données : Utilisé pour la réception des données déposées dans la mémoire RAM interne et pour analyser les instructions que le programme doit exécuter ; il transmet les données en parallèle.
• Bus d'adresses : Identifie le périphérique avec lequel le CPU veut communiquer, ou la position mémoire à laquelle le CPU doit accéder, ou le dépôt pour un transfert de bus.
• Bus de commande ou de système : Organise et gère le bus, et contient les informations à transmettre.

Logiciels de Base

Les logiciels de base sont composés d'un ensemble de programmes nécessaires au fonctionnement de la machine. Ces programmes constituent ce qu'on appelle un système informatique, notamment le système d'exploitation.

Système d'Exploitation

Le système d'exploitation est un logiciel qui contrôle le fonctionnement du matériel, gère les détails du matériel et facilite l'utilisation de l'ordinateur. Il prend le contrôle de certaines tâches.

Fonctionnalités du Logiciel de Contrôle

Le logiciel de contrôle a pour but de contrôler le matériel sous tous ses aspects. Sa fonction est d'assister certaines tâches typiques :

1. Gestion des informations.
2. Gestion de la mémoire.
3. Gestion des entrées/sorties.
4. Gestion du processeur.

Programmes Utilitaires du Système d'Exploitation

1. Copie de fichiers.
2. Formatage.
3. Suppression de fichiers.

Personnel Informatique

Les rôles clés au sein d'un système informatique incluent :

• Directeur Informatique : Est chargé de diriger et de coordonner un département, un centre de traitement de données ou une division.
• Analyste : Est responsable de la conception et de la production d'algorithmes pour le développement d'applications, ainsi que de l'analyse des utilisations possibles et des modifications.
• Programmeur : Est responsable de la transcription des algorithmes conçus lors de l'analyse d'une application dans un langage de programmation. Il met également en œuvre les programmes et effectue les tests.
• Personnel de Développement et d'Exploitation : Est chargé de la mise en œuvre des programmes et des applications.

Classification des Couches d'un Système d'Exploitation

Un système d'exploitation est généralement structuré en plusieurs couches :

• Couche Utilisateur (Couche 3) : Responsable du contrôle au niveau des processus utilisateur, c'est-à-dire qu'elle montre à l'utilisateur les processus en cours d'exécution.
• Couche Superviseur (Couche 2) : Responsable de l'exécution de chaque processus et de la communication entre le système et l'utilisateur. Elle contrôle la gestion et coordonne les entrées/sorties des différents processus vers les périphériques et les périphériques de stockage externe.
• Couche Exécutive (Couche 1) : À ce niveau, la gestion de la mémoire et du stockage est effectuée. Elle stocke les processus dans des pages (segmentation, pagination, etc.) à la fois dans la mémoire principale et sur le disque.
• Noyau (Couche 0) : C'est la couche contrôlée par le CPU. Elle permet l'exécution des processus informatiques. Dans les systèmes d'exploitation multi-utilisateurs, ce niveau est responsable des tâches de base du système, de la communication avec le matériel, de la planification des processus, etc.

Gestion de la Mémoire et des Processus

Gestion de la Mémoire

Le système qui gère la mémoire est le gestionnaire de mémoire. Son rôle est clair : tenir un registre des parties de la mémoire utilisées et de celles qui ont de l'espace mémoire réservé pour de nouveaux processus, et libérer les processus terminés. Il gère également les échanges de données entre la mémoire et le disque, notamment lorsque les processus sont trop volumineux pour tenir dans la seule mémoire principale.

Gestion des Processus

Un processus ou une tâche peut être défini comme un programme en cours d'exécution. Un processus dans un système d'exploitation se caractérise par les points suivants :

• Pour démarrer son exécution, un processus doit être entièrement chargé en mémoire et disposer de toutes les ressources nécessaires.
• Chaque processus est protégé contre les autres processus, et les autres processus ne peuvent pas écrire dans les zones de mémoire appartenant à d'autres processus.
• Les processus peuvent correspondre à l'utilisateur ; le cas échéant, ces processus s'exécutent dans le processeur en mode utilisateur (avec des restrictions sur l'accès aux ressources matérielles).
• Si les processus sont exécutés en mode noyau ou en mode privilégié du processeur (ils peuvent alors accéder à toutes les ressources).
• Chaque processus dispose d'une structure de données (BCP) qui stocke des informations sur le processus.
• Les processus peuvent communiquer, se synchroniser et collaborer.

Systèmes de Numération