Le document est une introduction aux systèmes d'exploitation, expliquant les concepts de matériel (hardware) et de logiciel (software) ainsi que les fonctions des systèmes d'exploitation. Il décrit les principaux composants matériels tels que le processeur, la RAM, le disque dur et la carte mère, ainsi que le rôle d'un système d'exploitation dans la gestion des ressources, des processus, de la mémoire, des fichiers et des périphériques. Enfin, il présente différents types de systèmes d'exploitation, y compris multitâches, multiutilisateurs et en temps réel.

1. Cours 1: Introduction aux systèmes
d’exploitation
Présentée par: AIT ADDI HAJAR

2. Système Informatique
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Système Informatique
Hardware Software

3. Hardware
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Hardware
Hardware
Le terme "hardware" désigne l'ensemble des
composants matériels physiques d'un système
informatique.

4. Exemples de Hardware
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Périphériques
•Composants externes qui se connectent au système
informatique depuis l’extérieur.
• Ils ne sont pas nécessaires au fonctionnement du
système, mais améliorent ou facilitent nos
expériences.
•Peuvent être divisés en deux catégories principales :
les périphériques d'entrée et les périphériques de
sortie.

5. Exemples de Hardware
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Périphériques
Périphériques d'entrée :.sont des éléments qui transmettent des
données brutes au système informatique.
Clavier : Utilisé pour entrer des données textuelles et des
commandes.
Souris : Permet de déplacer le curseur à l'écran et de fournir des
entrées de sélection.
Scanner : Convertit des documents ou des images en données
numériques pour les stocker sur l'ordinateur.
Webcam : Capture des images et des vidéos, utilisée notamment
pour les appels vidéo.

6. Définition d’un système d’exploitation
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Périphériques
Périphériques de sortie : sont des éléments qui envoient
des informations hors du système informatique.
Écran ou Moniteur : Affiche les informations visuelles
produites par l'ordinateur.
Imprimante : Produit des copies papier de documents ou
d'images.
Haut-parleurs : Restituent le son généré par l'ordinateur.

7. Exemples de Hardware
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Processeur (CPU)
Processeur ou CPU qui signifie Central Processing Unit,
est le cerveau du système informatique.
Le CPU est responsable de l'exécution des calculs et du
traitement des données.

8. Exemples de Hardware
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RAM(Random Access Memory)
•RAM est une forme de mémoire informatique utilisée pour
stocker temporairement des données qui sont actuellement
utilisées ou traitées.
•RAM peut être lue et écrite, donc les informations stockées
dans la RAM peuvent changer en permanence.
•RAM est une mémoire volatile. Cela signifie que les
informations stockées dans la RAM sont effacées dès que
l'ordinateur est éteint.

9. Exemples de Hardware
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Disque dur (HDD)
•Disque dure ou HDD qui signifie Hard Disk Drive
•Un périphérique de stockage de données non volatil utilisé
pour stocker les données de manière permanente.
•Est souvent utilisé pour stocker le système d'exploitation,
les programmes, les fichiers de données, et d'autres
contenus

10. Exemples de Hardware
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Carte Graphique
•Carte graphique est responsable du traitement graphique,
de la conversion des données en signaux vidéo, et de
l'affichage des images sur un écran.
•Elle comprend le GPU, la mémoire dédiée (VRAM), le
système de refroidissement, les connecteurs vidéo.
•Le GPU est une unité de traitement spécialisée conçue
pour effectuer des calculs liés aux graphiques et aux
calculs parallèles.
•Il n’est pas obligatoire d’avoir une carte graphique. Dans
ce cas, c’est un petit GPU est utilisé.

11. Exemples de Hardware
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Carte mère
•Carte mère est un circuit électronique.
•Tous les composants se branchent sur la carte mère soit
directement (sur la carte de circuit) soit indirectement (via les
ports USB).
•Les composants communiquent et envoient des signaux les
uns aux autres via le BUS networking.

12. Exemples de Hardware
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ROM (Read Only Memory)
•ROM est utilisée pour stocker de manière permanente les instructions
qui indiquent à l'ordinateur comment démarrer (se lancer).
•Ces instructions sont connues sous le nom de BIOS (basic input/ output
system) ou programme de démarrage (boot program).
•BIOS est un firmware, un logiciel embarquée.
•Les informations stockées dans la ROM sont appelées "READ ONLY"
(lecture seule). Cela signifie que le contenu de la ROM ne peut pas être
modifié ni ajouté par l'utilisateur.

13. Software
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Software
 Software est un programme codé qui contrôle le fonctionnement d’un
système informatique.
Un programme codé désigne un ensemble d'instructions écrites dans un
langage de programmation spécifique qui indique à un ordinateur comment
exécuter des tâches ou accomplir des fonctions particulières.

14. Software
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Types de Software: logiciel d’application et logiciel système
Logiciel d'Application : Il s'agit des programmes qui permettent aux utilisateurs
d'accomplir des tâches spécifiques. Les applications de traitement de texte, les
navigateurs web, les logiciels de retouche photo, les jeux.
Logiciel Système : Ce type de logiciel gère les ressources matérielles et fournit
des services de base au fonctionnement d’un système informatique.
 Système d’exploitation
 Pilotes (Drivers)
Utilitaires (utilities)

15. Définition d’un système d’exploitation
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•Système d’exploitation: est un logiciel qui assure la gestion des ressources
matérielles et logicielles d’un système informatique.
•Le système d'exploitation a deux objectifs:
Premièrement, un système d'exploitation contrôle la partie matérielle.
Le deuxième objectif est de fournir une interface interactive à l'utilisateur et
d'interpréter les commandes afin de pouvoir communiquer avec le matériel.
.

16. Système d’exploitation
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Gestion de Hardware
•L'objectif principal du système d'exploitation est de gérer et contrôler les différentes
ressources matérielles d'un système informatique.
•En plus de communiquer avec le matériel, le système d'exploitation fournit une
procédure de gestion des erreurs et affiche une notification d'erreur.
•Si un périphérique ne fonctionne pas correctement, le système d'exploitation ne
peut pas communiquer avec le périphérique
.
.

17. Système d’exploitation
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Fournir une interface
•Le système d'exploitation organise les applications de manière à ce que les
utilisateurs puissent y accéder, les utiliser et les stocker facilement.
•Il offre une manière stable et cohérente pour que les applications interagissent
avec le matériel.
•Si le programme ne fonctionne pas correctement, le système d'exploitation
reprend le contrôle, arrête l'application et affiche le message d'erreur approprié.

18. Système d’exploitation
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Applications
Système
d’exploitation (SE)
Hardware
Utilisateur
demande des ressources
matérielles
Interagir avec plusieurs
dispositifs matériels.
Interaction directe
avec SE
Interaction indirecte
avec SE

19. Fonctions du système d’exploitation
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Fonctions du système d'exploitation
Gestion du processus
•La gestion des processus fait référence à la façon dont le système
contrôle et coordonne l'exécution des différents processus en cours
d'exécution sur un ordinateur.
•Un processus est un programme en cours d'exécution, avec son
espace mémoire, ses ressources associées et son état d'exécution.

20. Fonctions du système d’exploitation
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Gestion du processus
Le système d'exploitation est responsable des activités suivantes de la gestion
des processus:
Création et suppression des processus:
 Ordonnancement : Le système d'exploitation décide l'ordre d'exécution des
différents processus.
Allocation des Ressources: Il attribue des ressources telles que le temps CPU,
la mémoire, les périphériques d'E/S, etc., aux différents processus en fonction de
leurs besoins.
Communiquer entre Processus: Les processus peuvent avoir besoin de
communiquer entre eux. Le système d'exploitation peut fournir des mécanismes
de communication.
Gestion des Interruptions: Il gère les interruptions matérielles et les exceptions
logicielles, permettant de traiter des événements tels que les erreurs, les signaux
d'entrée/sortie, etc.

21. Fonctions du système d’exploitation
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Fonctions du système d'exploitation
Gestion de la mémoire
La gestion de la mémoire implique la gestion des ressources mémoire
disponibles pour les programmes en cours d'exécution.

22. Fonctions du système d’exploitation
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Gestion de la mémoire
Le système d'exploitation est responsable des activités suivantes de la gestion de
mémoire:
Allocation de Mémoire: Le système d’exploitation alloue de la mémoire aux
programmes en cours d'exécution.
Libération de Mémoire: Lorsqu'un programme n'a plus besoin d'une certaine
partie de la mémoire, l'OS libère cette mémoire pour qu'elle puisse être réutilisée.
Protection de la Mémoire: Les systèmes d'exploitation mettent en place des
mécanismes de protection pour empêcher qu'un programme n'écrive ou accède
à la mémoire d'un autre programme.

23. Fonctions du système d’exploitation
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Fonctions du système d'exploitation
Gestion de fichiers
La gestion de fichiers permet aux utilisateurs et aux programmes
d'interagir avec les données stockées sur un dispositif de stockage.

24. Fonctions du système d’exploitation
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Gestion de fichiers
Le système d'exploitation est responsable des activités suivantes de la gestion de
fichiers:
Création et suppression de fichiers: Un fichier est une unité de stockage
logique qui contient des données ou des instructions. Les fichiers peuvent être de
différents types, tels que des documents texte, des images, des programmes
exécutables.
Création et suppression de répertoires (dossiers): Les répertoires sont des
conteneurs qui permettent d'organiser les fichiers de manière hiérarchique. Ils
peuvent contenir à la fois des fichiers et d'autres répertoires, créant ainsi une
structure d'arborescence.

25. Fonctions du système d’exploitation
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Fonctions du système d'exploitation
Gestion de périphériques
La gestion des périphériques permet aux utilisateurs de connecter et
d'utiliser différents types de matériel avec leur ordinateur.

26. Fonctions du système d’exploitation
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Gestion de la périphériques
Le système d'exploitation est responsable des activités suivantes de la gestion de
périphériques:
Détection automatique : Lorsqu'un périphérique est connecté à un ordinateur,
le système d'exploitation doit être capable de le détecter automatiquement.
Installation des pilotes : Pour que le périphérique fonctionne correctement, le
système d'exploitation peut nécessiter l'installation de pilotes spécifiques. .
Gestion de l'énergie : Certains systèmes d'exploitation intègrent des
fonctionnalités de gestion de l'énergie au niveau des périphériques. Par exemple,
un OS peut automatiquement mettre en veille un disque dur externe lorsqu'il n'est
pas utilisé pendant un certain temps..

27. Fonctions du système d’exploitation
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Fonctions du système d'exploitation
Interface utilisateur
Les interfaces utilisateur (UI) des systèmes d'exploitation sont les
moyens par lesquels les utilisateurs interagissent avec leur ordinateur
ou appareil
.

28. Fonctions du système d’exploitation
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Interface utilisateur
Il existe trois types d'interfaces de système d'exploitation :
Interface en Ligne de Commande (CLI): est un style plus ancien de système
d'exploitation dans lequel les utilisateurs saisissent des commandes à l'aide du
clavier.
Interface Graphique Utilisateur (GUI): est un style d'interaction entre un
utilisateur et un ordinateur qui utilise des éléments graphiques tels que des
icônes, des fenêtres, des boutons et des menus pour permettre aux utilisateurs
d'interagir avec le système
Interfaces Tactiles: permettent aux utilisateurs d'interagir avec un appareil
électronique en utilisant des gestes tactiles directement sur un écran tactile

29. Type de système d’exploitation
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Système d'exploitation multiprocesseur
Un système d'exploitation multiprocesseur est un système d'exploitation
qui utilise plusieurs processeurs. Ce systèmes multiprocesseurs améliore
les performances du système en permettant l'exécution de tâches sur
plusieurs processeurs simultanément. Cela réduit globalement le temps
nécessaire pour accomplir des tâches spécifiques.

30. Type de système d’exploitation
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Système d'exploitation multitaches
Les systèmes d'exploitation multitâches sont conçus pour permettre
l'exécution simultanée de plusieurs applications. Les systèmes d'exploitation
multitâches permettent à plusieurs utilisateurs de travailler sur le même
document ou la même application en même temps.
.

31. Type de système d’exploitation
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Système d'exploitation multitâches
Les systèmes d'exploitation multitâches sont conçus pour permettre
l'exécution simultanée de plusieurs applications. Les systèmes d'exploitation
multitâches permettent à plusieurs utilisateurs de travailler sur le même
document ou la même application en même temps.
.

32. Type de système d’exploitation
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Système d'exploitation multiutilisateur
•Un système d'exploitation multiutilisateur est conçu pour permettre à plusieurs
utilisateurs d'interagir avec un même système informatique simultanément.
• Ce type de système d'exploitation offre des fonctionnalités qui permettent à
plusieurs personnes d'accéder aux ressources du système, d'exécuter des
programmes, de stocker des fichiers et de travailler indépendamment les unes des
autres.
.

33. Type de système d’exploitation
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Système d'exploitation temps réel (RTOS)
•Un RTOS, ou "Real-Time Operating System" est un type particulier de
système d'exploitation conçu pour répondre à des exigences temporelles
strictes dans le traitement des tâches et des données. Contrairement aux
systèmes d'exploitation classiques, un RTOS est optimisé pour fournir des
réponses et des performances prévisibles dans des délais bien définis.
•Les RTOS sont essentiels dans des domaines où la précision temporelle est
critique, comme dans les systèmes de contrôle industriels, les équipements
médicaux, les systèmes de navigation, et d'autres applications nécessitant une
réponse en temps réel fiable

34. Structure de système d’exploitation
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Un système d’exploitation est typiquement composé:
•Noyau (ou kernel) est la partie fondamentale du système d’exploitation. Il est chargé en
mémoire vive (RAM) durant le démarrage de l’ordinateur (boot sequence).
Après le démarrage, la mémoire (RAM) est divisée en deux parties :
L’espace noyau, réservé au noyau lui-même.
L’espace utilisateur, dédié aux applications.
Le noyau d'un système d'exploitation se compose de quatre parties principales :
Le gestionnaire de tâches (ou des processus)
Le gestionnaire de mémoire
Le gestionnaire de fichiers
Le gestionnaire de périphériques.
Il possède également deux parties auxiliaires :
Le chargeur du système d'exploitation
L'interpréteur de commandes
.