Logiciels, Systèmes d'Exploitation et Gestion de la Mémoire

Logiciel et Systèmes d'Exploitation

Logiciel ou logiciels : Le jeu d'instructions (ou programmes) qui indiquent à l'ordinateur comment utiliser les ressources (matérielles). Le logiciel système : est chargé de contrôler les opérations au sein d'un ordinateur. Système d'exploitation : logiciel pour résoudre des problèmes spécifiques (tableur).

Système d'exploitation : est un ensemble de programmes interdépendants qui contribuent à ce que l'ordinateur exécute correctement le travail assigné. Il est une interface entre la machine et l'utilisateur. Objectifs :

• Confort : un OS, à travers l'interface informatique, facilite l'utilisation par l'utilisateur.
• Efficacité : un OS gère les ressources pour en tirer parti de manière plus efficace.
• Évolution : un OS doit être capable d'évoluer afin d'ajouter de nouvelles fonctionnalités au système.

Évolution des Systèmes Informatiques

Transistors : Les travaux en cours avaient le contrôle total de la machine et ne commençaient pas une autre tâche jusqu'à la fin de la première ou qu'une erreur se produise. L'utilisateur n'avait pas accès à la machine. C'était l'opérateur informatique qui travaillait (cartes et rubans) regroupés de façon séquentielle.

Circuits Intégrés (IC) : L'OS offre aux utilisateurs la capacité de communiquer avec l'ordinateur. Des développements importants sont : la multiprogrammation, le multitraitement, le partage du temps et le développement du système de fichiers qui protège plus de données.

Types de Systèmes

Systèmes temps réel : Les systèmes doivent être capables de répondre immédiatement à toute requête. Dans ces systèmes, ce qui importe est la vitesse de réponse.

Systèmes distribués et réseaux informatiques : Ces systèmes doivent prendre en charge la communication et la synchronisation rapide de milliers de processeurs. Chaque processeur possède ses propres dispositifs. Dans ces systèmes, des ordinateurs avec des processeurs différents peuvent se connecter et partager les ressources.

Fonctions d'un Système d'Exploitation

Le travail d'un SO :

• Gestion des processus.
• Gestion de la mémoire.
• Gestion des fichiers système.
• Gestion des entrées/sorties.
• Protection et sécurité de l'information.

Gestion de la Mémoire

Objectifs de la gestion de la mémoire :

• Réinstallation : Quand un processus a besoin de mémoire et que de la mémoire est disponible, le système d'exploitation l'assigne. Lorsque le processus se termine, cette mémoire est libérée.
• Protection : Le gestionnaire de mémoire doit empêcher que deux processus n'entrent en collision dans la même zone de mémoire.

Comparaison : Aucun mécanisme de protection ne doit être trop rigide pour permettre aux processus d'accéder à la même zone de mémoire principale. On utilise deux niveaux de mémoire : il y a une distinction entre deux niveaux (primaire et secondaire). La mémoire secondaire peut être considérée comme un sous-niveau de la mémoire principale.

Mémoire Virtuelle et Pagination

La mémoire virtuelle, pagination : La pagination est la division des zones de mémoire physique appelées cadres et la division du processus en morceaux de même taille appelés pages. Le système d'exploitation maintient une table de pages pour chaque processus, ce qui permet à un processus d'occuper plusieurs cadres sans être contigus. De plus, le système d'exploitation gère une liste de cadres libres à chaque instant.

La table de pages est dans la mémoire réelle. Cette table contient une entrée pour chaque page du processus, qu'elle soit dans la mémoire réelle ou dans la mémoire virtuelle. Chaque entrée est un bit (de résidence), qui indique si la page référencée réside dans la mémoire réelle ou non. Le matériel de pagination est responsable de la traduction des adresses logiques en adresses physiques en utilisant le mécanisme de DAT (Traducteur d'adresses dynamiques), constituées chacune d'un numéro de page d'adresse logique et d'un décalage dans la page.

Traduction d'Adresses

Étapes pour traduire une adresse logique en adresse physique :

1. Le DAT décompose l'adresse pour la traduire en ses composantes : le numéro de page et le décalage dans la page.
2. Le DAT, via un ROTB, connaît l'adresse du début de la table de pages et se place dans l'entrée du tableau pour ce numéro de page.
3. Le DAT vérifie la valeur du bit de résidence qui indique si la page référencée est chargée, c'est-à-dire si elle réside ou non dans la mémoire virtuelle.