Le document traite des systèmes d'exploitation, en définissant leurs rôles et fonctionnalités, tels que la gestion des ressources, des fichiers et des utilisateurs. Il décrit également les processus de démarrage, d'initialisation et d'ordonnancement, ainsi que les algorithmes utilisés pour gérer les tâches en cours d'exécution. Des outils d'administration et des principes de la base de registres de Windows y sont également évoqués.

1. Le Système d’exploitation Windows
Cours système d’exploitation
BTS-IG
Responsable de cours : G.Mohamed Bechir IPSET – Oct 2023

2. Définition
• Système d’exploitation (SE): Interface qui rend possible la
communication homme-machine.
• Intermédiaire entre la partie logiciel et la partie matériel.
• Premier programme exécuté lorsque l’ordinateur est mis en marche.
• Plusieurs systèmes d’exploitation existants: Windows, Mac OS, Linux,
Android, etc.
• Utilisateur  système d’exploitation  Machine (Matériel et logiciel)
Système d'exploitation 2

3. Principales fonctionnalités (1)
• Gestion des informations :
 Sécurité et protections des données
 Gestion de la mémoire
 Gestion et traitement des fichiers
 Transfert entre les différents éléments de la machine
Système d'exploitation 3

4. Principales fonctionnalités (2)
• Gestion et partage des ressources :
 Interpréteur des commandes
 Sécurité et protection des accès
 Gestion des processus
 Allocation de la mémoire
 Gestion des entrées/sorties, des périphériques
 Gestion des protocoles réseaux
 Gestion des fenêtres
Système d'exploitation 4

5. Principales fonctionnalités (3)
• Outils d’exploitation :
 Compilateurs
 Aide à la mise au point
 Archivage
 Traitement des défaillances
 Éditeurs
Système d'exploitation 5

6. Gestion des dossiers et des fichiers (1)
• Dossier : regroupe l’ensemble des fichiers
• Fichier : unité logique de stockage d’information
• Répertoire : entité créer pour l’organisation des fichiers et des
dossiers
Système d'exploitation 6

7. Gestion des dossiers et des fichiers (2)
• Système de gestion des fichiers (SGF): Ensemble des fonctionnalités
mises en œuvre pour la gestion des fichiers dans un SE.
• Pour accéder à un fichier il faut fournir au système de fichiers les
informations nécessaires pour le localiser sur le disque, c'est-à-dire lui
fournir un chemin d'accès. Les systèmes modernes permettent aux
utilisateurs d'accéder directement à une donnée d'un fichier, sans le
parcourir depuis le début du chemin.
Système d'exploitation 7

8. Gestion des programmes
• Le SE s’occupe tout seul d’allouer les ressources nécessaires pour
chaque programme en cours d’exécution.
Gestion manuelle des programmes
• Visualisation des programmes installés sur la machine -
Désinstallation d’un programme
• Visualisation des processus (programmes en cours d’exécution)
• Arrêt d’un programme en cours d’exécution (Pas très recommandé)
• Visualisation de l’utilisation du processeur et de la RAM par chaque
processus
Système d'exploitation 8

9. Gestion des utilisateurs
• Grâce aux comptes d’utilisateurs, plusieurs personnes peuvent
facilement partager un même PC. Chaque utilisateur dispose d’un
compte distinct, caractérisé par des paramètres et des préférences
qui lui sont propres comme un arrière-plan de Bureau et un écran de
veille.
• Les comptes d’utilisateurs aident également à gérer les fichiers et les
applications que chaque personne utilise ainsi que les modifications
qui sont effectuées sur le PC.
Système d'exploitation 9

10. Les composants d’un SE
• Le noyau
 Gestion et exécution de programmes
 Gestion de la mémoire
 Communication interprocessus
 L’ordonnanceur
 Interface utilisateur graphique
 Les pilotes…
• Interpréteur de commande (Shell)
• Système de gestion de fichiers (SGF)
Système d'exploitation 10

11. Principes et fonctionnement d’un système
d’exploitation
Cours Système d’exploitation
BTS-IG
G.Mohamed Bechir IPSET-2023

12. Introduction
• Un système d’exploitation est essentiellement un logiciel qui gère les ressources
d’un ordinateur et permet à des utilisateurs et à des programmes d’accéder à ces
ressources.
• Ces derniers peuvent inclure la mémoire, le processeur, les périphériques, les
fichiers et plus d’autres.
• Un système d’exploitation fonctionne en fournissant des services aux
programmes et aux utilisateurs, notamment la saisie des commandes, le contrôle
des périphériques, le stockage des données, la gestion des mémoires et du
traitement, ainsi que le partage des ressources.
Système d'exploitation 12

13. Le noyau
• La partie principale d’un SE, c’est sont Noyau ou Kernel en Anglais. il
offre en générale les fonctionnalités suivantes:
 l’exécution et ordonnancement des programmes
 l’utilisation et la gestion des ressources de l’ordinateur comme la mémoire
 La gestion des périphériques
 La manipulation des systèmes de fichiers
 La gestion et la communication via le réseau
 Et bien plus encore.
Système d'exploitation 13

14. Outils d’administration
• Windows offre un environnement d'administration complet.
• Il comprend notamment :
• Gestionnaire de tâches
• Gestionnaire de l’ordinateur
• Gestion des utilisateurs et des groupes
• Observateur d'événements
• Gestionnaire des services
• Gestion du stockage (disques)
• Analyseur de performances
• Gestionnaire de sécurité
Système d'exploitation 14

15. Outils d’administration
 Gestionnaire de l’ordinateur
Système d'exploitation 15

16. Outils d’administration
 Observateur d’événements
Système d'exploitation 16

17. Outils d’administration
 Gestionnaire de services
Système d'exploitation 17

18. Outils d’administration
 Gestionnaire de disques
Système d'exploitation 18

19. Outils d’administration
 Analyseur de performances
Système d'exploitation 19

20. Outils d’administration
 Gestionnaire de sécurité
Système d'exploitation 20

21. Configuration de système (Windows)
• Deux fichiers principaux :
• win.ini contenant tous les paramètres utilisateurs (couleurs, paramètres
internationaux ...)
• system.ini contenant les paramètres machine (type de clavier, d'écran ...).
• Sous Windows, chaque application créait un fichier .ini dans le dossier
Windows, ou ajoutait quelques lignes dans le fichier win.ini.
• Toutes les informations nécessaires au bon fonctionnement du
système sont regroupées dans une base de données appelée la base
de registres.
• La base de registres est accessible à travers un programme particulier
: regedit.exe
Système d'exploitation 21

22. Configuration de système (Windows)
Base de registres
• Elle peut être manipulée pour configurer au mieux le système mais avec
beaucoup de précautions : si elle est corrompue ou détruite, le système est
incapable de fonctionner correctement
• Elle est modifiée à chaque opération de gestion du système : installation de
nouveaux logiciels par les programmes d’installation, création d’utilisateur,
modification de matériel, etc.
• Il est préférable la sauvegarder avant toute manipulation.
Système d'exploitation 22

23. Configuration de système (Windows)
• Les informations dans la base sont stockées sous forme arborescente.
• Mais la méthode de gestion choisie est critiquable : en effet toute branche
supprimée garde sa place dans la base, mais est notée comme supprimée et
n'apparaît plus, d'où ce gonflement au fur et à mesure de l'installation et de la
suppression de logiciels (shareware ou non).
Système d'exploitation 23

24. • HKEY_LOCAL_MACHINE représente tout ce qui est lié à la machine.
• HKEY_CURRENT_USER recense tous les paramètres de l’utilisateur courant
• HKEY_USERS regroupe les paramètres de tous les utilisateurs de la machine
• HKEY_CLASSES_ROOT, qui vient directement de Windows 3.1, regroupe
toutes les associations de fichiers, les enregistrements OLE, DDE et ActiveX.
Les premières branches commencent par .xxx et indiquent tous les types
de fichiers enregistrés (.bmp, .txt, .wav, …). A chaque type correspond une
description, dont le nom se retrouve plus bas.
• Les 2 dernières branches sont liées à la configuration courante du PC.
• HKEY_CURRENT_CONFIG reprend en fait la configuration courante à partir des
informations contenues dans HKEY_LOCAL_MACHINEConfig,
• HKEY_DYN_DATA ne contient que des infos « volatiles » qui ne sont pas enregistrées
sur disque, mais seulement présente en RAM pour la session en cours.
Système d'exploitation 24

25. Processus de démarrage d’un ordinateur équipé
de Windows
Système d'exploitation 25

26. Chargement du BIOS
• Mise en route de la machine
• Chargement automatique du compteur ordinal avec l’adresse de la
première instruction du BIOS
 B.I.O.S. = Basic Input-Output System
 Gère les périphériques vitaux
 Pilotes du clavier, de l’écran en mode texte, des ports « série » et « parallèle »
 Au démarrage, le bios vérifie la mémoire et tous les composants vitaux
 Possibilité de paramétrer le matériel et le démarrage de la machine.
Système d'exploitation 26

27. Amorçage
• Chargement du noyau du système d’exploitation à son emplacement
définitif
• Exécution de la procédure d’initialisation du système d’exploitation
• Démarrage des services
Système d'exploitation 27

28. Initialisation du système
Procédures :
• Recherche et exécution du fichier CONFIG.SYS
• Chargement de l’interprète du langage de commande
• Interprétation des fichiers System.ini et Win.ini
• Login utilisateur, puis démarrage du bureau de Windows
• Consultation de la base de registres et lancement des services et des
applications mentionnées en:
• HKEY_LOCAL_MACHINESoftwareMicrosoftWind owscurrent versionrun
• HKEY_CURRENT_USERSoftwareMicrosoftWindo wsCurrentVersionRun
Système d'exploitation 28

29. Le système de gestion de fichiers (SGF)
Système d'exploitation 29

30. SGF : Structure arborescente
• Fichiers (files)
• Dossiers ou répertoires (directory)
Système d'exploitation 30

31. Nom = chemin d'accès (PATH)
Ex :
• D:DocumentstotoRapport.doc
• P:Tp progmontp.java Format nom de fichier
• U:nom répertoire1nom repertoire2 … nom repertoire nnom fichier
Système d'exploitation 31

32. L'utilisateur dans l'arborescence
• Connexion
• Nom d'utilisateur (identifiant ou login) + mot de passe
• Bases de données des utilisateurs : HKEY_USERS initialise
HKEY_CURRENT_USER
• Répertoire de travail par défaut :
• X:Documents and Settingsnomlogin (XP)
• X:Usersnomlogin (Win7 et +)
Système d'exploitation 32

33. Nom absolu et nom relatif
• Noms absolus de la forme : U:nomrep.....
• X:WindowsSystem32
• P:tpprojet1sourcetp1.java
• Noms relatifs : ne commencent pas par
• Relatifs au répertoire courant (répertoire de travail)
Système d'exploitation 33

34. SGF : commandes usuelles
Système d'exploitation 34

35. SGF : caractères spéciaux
• Commencent par un point :
• Répertoire courant ( . )
• Répertoire père ( .. )
• Jokers (wildcard characters)
• * Remplace n'importe quelle suite de caractères
• Exemples: a*b.java désigne tous les fichiers dont le nom commence par a et
se termine par b et don le suffixe est java
Système d'exploitation 35

36. Ordonnancement des processus
Cours système d’exploitation
BTS-IG
G.Mohamed Bechir IPSET-2023

37. Introduction
• Lorsqu’un ordinateur est multiprogrammé, il possède fréquemment
plusieurs processus/threads en concurrence pour l’obtention de temps
processeur.
• Dans ce cas le système d’exploitation doit gérer l’allocation du processeur
aux différents processus à exécuter. C’est l’ordonnanceur qui s’acquitte de
cette tâche.
Système d'exploitation 37

38. Définition
Ordonnanceur:
• le module du noyau du système d'exploitation qui choisit les processus qui vont
être exécutés par les processeurs d'un ordinateur.
• Critères d’ordonnancement:
• L’ordre d’arrivée
• Durée d’exécution
• La priorité
• La partie du système d’exploitation qui effectue ce choix se nomme
l’ordonnanceur (scheduler) et l’algorithme qu’il emploie s’appel algorithme
d’ordonnancement (scheduling algorithm)
Système d'exploitation 38

39. Définition
Processus
• Un processus est une activité: programme, entrées, sorties…
• Une ou plusieurs tâches en cous d’exécution
• Peut être aussi un programme en exécution.
• Une entité active, avec un compteur d’instructions spécifiant l’instruction
suivante à exécuter et un ensemble de ressources associées.
•  il est possible d’avoir plusieurs processus différents associés à un même
programme.
Système d'exploitation 39

40. Processus – Ordonnanceur – Processeur
Système d'exploitation 40

41. Programme et processus
• Un programme est une suite d'instructions (un objet statique).
• Un processus est un programme en exécution et son contexte (un objet
dynamique).
• Dans un environnement mono tâche la notion de processus est réduite à sa
plus simple expression.
• Dans un système multitâches (ex : Linux, UNIX), plusieurs processus
s'exécutent "simultanément". Ils doivent se partager l'accès au processeur.
• Plusieurs processus peuvent exécuter simultanément des copies (ou
instances) d'un même programme.
• Plusieurs processus peuvent exécuter simultanément la même copie d'un
même programme.
Système d'exploitation 41

42. Objectifs d'un ordonnanceur
• Les objectifs d'un ordonnanceur d'un système multiutilisateur sont entre autres :
 S'assurer que chaque processus en attente d'exécution reçoive sa part de temps
processeur.
 Minimiser le temps de réponse.
 Utiliser le processeur à 100%.
 Prendre en compte des priorités.
 Être prédictible.
Système d'exploitation 42

43. • Le processus est bloqué, en attente d’une donnée, événement,
• L’ordonnanceur choisit un autre processus,
• L’ordonnanceur choisit ce processus,
• La donnée, l’évènement devient disponible.
Système d'exploitation 43

44. État de processus
• Quand un processus s’exécute, il change d’état.
• Toutefois, plusieurs processus peuvent être prêts et en attente
• Un processeur ne peut exécuter qu’un seul processus à la fois!
Système d'exploitation 44

45. États de processus et ordonnancement Quand ordonnancer ?
• Lorsqu’un nouveau processus est créé
→ il faut se décider s’il faut exécuter d’abord le processus parent ou le processus
enfant.
• Lorsqu’un processus se termine
→ un autre processus doit être choisi parmi les processus prêts
• Lorsqu’un processus se bloque
→ un autre processus doit être sélectionner pour être exécuter
• Lorsqu’une interruption d’E/S se produit
→ il faut prendre une décision d’ordonnancement parmi les processus qui étaient
bloqué en attente d’E/S.
Système d'exploitation 45

46. Diagramme de Gantt
• Représentation schématique de l’évolution dans le temps des processus.
• Le diagramme de Gantt est un outil utilisé en ordonnancement et en gestion de
projet et permettant de visualiser dans le temps les diverses tâches composant
un projet.
Système d'exploitation 46

47. Stratégies d’ordonnancement de processus
Système d'exploitation 47

48. Politique de choix : FIFO
• Politique « FIFO » (First In First Out)
• Allocation dans l’ordre d’arrivée (premier arrivé = premier servi)
• FIFO traite les processus dans l’ordre de leur soumission (date d’arrivée) sans
aucune considération de leur temps d’exécution.
• Inconvénient :
• défavorise les entités ayant besoin d’utiliser la ressource pour un court laps
de temps
• Le temps d’attente n’est pas proportionnel au temps d’utilisation
• pas équitable,
• temps moyen de traitement élevé
Système d'exploitation 48

49. Algorithme FIFO
Système d'exploitation 49

50. Ordonnancement FIFO : Ex1
• Supposons que les processus arrivent dans l’ordre suivant: P1 , P2 , P3 Le diagramme
correspondant est:
• Temps d‘attente de P1 = 0; P2 = 24; P3 = 27
• Temps d’attente moyen: (0 + 24 + 27)/3 = 17
Système d'exploitation 50

51. Ordonnancement FIFO : Ex2
• Supposons que les processus arrivent dans l’ordre suivant P2 , P3 , P1
• Le diagramme de Gantt serait alors :
• Temps d’attente de P1; P2; P3.?
• Temps d’attente moyen: ?
Système d'exploitation 51

52. Politique de choix : SJF
• Politique SJF (Shortest Job First) ou PCTU (Plus Court Temps
d’Utilisation d’abord)
• Allocation selon ordre croissant de durée d’utilisation prévue
• Inconvénients
• Pas réaliste : exige la connaissance a priori des durées d’utilisation
• les tâches dont la durée d’exécution estimée est longue peuvent attendre leur
tour indéfiniment …
• Avantages
• Temps d’attente faible pour entités à courte durée d’utilisation
• Temps moyen d’attente minimal
Système d'exploitation 52

53. Algorithme SJF
Système d'exploitation 53

54. Exemple d’algorithme SJF
• Temps moyen d’attente = (0 + 6 + 3 + 7)/4 = 4
Système d'exploitation 54

55. • Il existe d’autres algorithmes qui sont «pré-emptif » telque :
• Round Robin (RR)
• Shortest Remaining Time (SRT (version préemptif de l’algorithme SJF))
• …
• Pour les algorithmes dit préemptifs il y a possibilité d’appropriation du processeur
par un processus avant la fin du processus courant.
• Performance des algorithmes d’ordonnancement :
 Temps d’attente moyen = somme temps d’attente / nb processus
 Rendement = somme temps d’exécution / nb processus
Système d'exploitation 55
Autres algorithmes

56. Gestions de processus sous Linux/UNIX
• Démarrage Linux/UNIX: un processus spécial appelé init est présent
dans l’image d’amorçage.
• Lorsqu’il s’exécute, il lit un fichier indiquant combien de terminaux
sont présents; il génère un nouveau processus par terminal.
• Ce processus attendent une ouverture de session (login)
• Si l’une d’elles réussit, le processus de login exécute un SHELL pour
accepter des commandes.
• Ces commandes peuvent lancer d’autres processus, et ainsi de suite.
• Tous les processus de l’ensemble du SE appartiennent à un
arborescence unique, dont init est la racine.
Système d'exploitation 56

57. Gestions de processus sous Linux/UNIX
• Un processus a un seul parent et peut avoir 0 ou plusieurs fils.
• Si le processus A crée le processus B, A est le parent de B, B est le fils de A
(A par défaut, exécute le même code que B) B peut à son tour créer des
processus. Un processus avec tous ses descendants forment un groupe de
processus représenté par un arbre de processus.
• fork est le seul appel système de création de processus.
Système d'exploitation 57

58. Le système d’exploitation Linux :
Démarrage de système et environnement de travail
Cours système d’exploitation
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59. Linux
• C’est un système de développement collaboratif
• Distribué librement
• Permet l’utilisation de tous les logiciels libres développés par son
architecture
• Le noyau Linux est historiquement une version libre du système UNIX.
• Développé à partir de l’année 1991
Système d'exploitation 59

60. Composants Linux
Système d'exploitation 60

61. Distribution Linux
• On appelle distribution Linux un ensemble de logiciels composé d’un
système Linux et de logiciels complémentaires pré-installés et pré-
paramétrés.
• Exemple de distribution Linux
• Debian
• Ubuntu
• Xubuntu
• Fedora
Système d'exploitation 61

62. Position du noyau Linux dans une distribution
Système d'exploitation 62

63. • Noyau Linux : ensemble de programmes pour gérer la machine et ses
ressources
• Shell : Interpréteur de commandes
• Pilotes: Drivers des périphériques (disques durs, carte graphique,
carte réseau, imprimantes,…)
• Logiciels d’applications : différents logiciels
• - X-Window : pour fournir un environnement de graphisme
• - KDE et Gnome : pour gérer l’interface graphique (fenêtres,…)
Système d'exploitation 63

64. • Kernel :
• Distribue les tâches
• Gère les accès aux ressources
• Réalise tous les accès aux hardware
• Shell :
• Interprète et exécute les commandes
• Assure un environnement propre à chaque utilisateur
• Applications / programmes système
• Gestion des fichiers
• Gestion d’utilisateurs
• Gestion de processus
Système d'exploitation 64

65. Environnement de bureau
• Un environnement de bureau est un ensemble de programmes
permettent de manipuler l’ordinateur à travers une interface
graphique.
• Chaque distribution Linux propose un ou plusieurs environnements
de bureau.
• Exemples d’environnement de bureau: Gnome, KDE
Système d'exploitation 65

66. Le terminal
• Les distributions Linux comporte un mode graphique, pratique pour de
nombreuses opérations.
• Dès lors qu’on se connecte à un système Linux, on peut ouvrir le terminal
et faire de nombreuse opérations, telles que:
• - Lancer des applications
• - Manipuler des fichiers
• - Se connecter à un autre ordinateur
• Pour lancer une application sous linux :
• Ouvrir le terminal
• Écrire le nom de l’application
• Saisir le caractère & et appuyer sur entrée
Système d'exploitation 66

67. Démarrage Linux
• Le démarrage du système dépend du matériel sur lequel Linux est
démarré.
• Dans un ordinateur, le démarrage de Linux commence dans le BIOS à
l'adresse 0xFFFF0. La première chose que réalise le BIOS est le power-
on self test (POST). Le rôle du POST est de vérifier le matériel. La
seconde chose que fait le BIOS est d'énumérer puis d'initialiser les
périphériques locaux.
Système d'exploitation 67

68. Le répertoire
• Le répertoire “racine” est désigné par
“/”.
• –> ∼ C : sous windows
• contient un certain nombre de sous
répertoires (/bin, /boot, ..., /var)
• /bin Programmes système (binaries).
• /boot Noyau, Bootmanager.
• /dev Fichiers des périphériques
(devices).
• /etc Fichiers de configuration.
• /home Répertoires des utilisateurs.
• /lib Librairies partagées.
• /mnt Répertoire de montage pour
cdrom, floppy... (mount).
• /opt Installations supplémentaires.
• /proc Informations sur le système et
les processus en cours (process).
• /root Répertoire personnel de root.
/sbin Programmes système pour le
root.
• /tmp Données temporaires.
• /usr Programmes des utilisateurs.
• /var Fichiers divers et certains fichiers
de logs (variable)
Système d'exploitation 68

69. Le répertoire
• Le répertoire “home”. Contient les dossiers de travail et de
configuration de chacun des utilisateurs.
• Chemin absolu : se réfère à la racine “/”.
• Chemin relatif : se réfère au répertoire courant
• En écriture relative “./” signifie “le répertoire courant
Système d'exploitation 69

70. • On se trouve dans le répertoire “Document”. On désigne le fichier
“tutu.txt”
• chemin relatif au fichier tutu.txt : ../tutu.txt
• chemin absolu du fichier tutu.txt : /home/puthier/tutu.txt
Système d'exploitation 70

71. Organisation des fichiers
• Les fichiers sous Linux sont organisées dans des dossiers (ou
répertoires)
• Le premier de ces dossiers appelée racine
• Des fils courants de racines sont :
• /bin
• /home
• /tmp
Système d'exploitation 71

72. Gestion des fichiers
• pwd : savoir où je me situe dans l’arborescence
• cd: aller quelque part dans l’arborescence
• cd .. (répertoire parent)
• cd ~ (répertoire de base)
• cd - (répertoire précedent)
• cd / (répertoire racine)
• ls : voir les fichiers et les dossiers dans mon dossiers actuel avec leurs
informations associées
• rm file : supprimer le fichier file dans mon dossier actuel
• rm *: supprimer tous les fichiers de mon dossiers actuel
• mkdir : créer un nouveau dossier
• rmdir : supprimer un dossier
Système d'exploitation 72

73. Droit d’accès associés aux fichiers et répertoire
• Trois ensemble de droits :
• Owner: créateur
• Group : au quel owner appartient
• Other : les utilisateurs du système
• Chaque utilisateur appartient à un seul group
• Les droits d’accès sont :
• read (lire, afficher, copier un fichier)
• Write (ajouter un fichier, modifier)
• execute
Système d'exploitation 73