Architecture matérielle et logicielle des systèmes informatiques
Introduction
Germain Gondor
L
YCÉEC
ARNOT(D
IJON), 2020 - 2021
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 1 / 49
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Introduction
3 Architecture matérielle
4 Architecture logicielle
Programme de l’année
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Introduction
3 Architecture matérielle
4 Architecture logicielle
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 3 / 49
Programme de l’année
• S1-1 : Introduction
◦ INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle
◦ INTRO-2 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python
◦ INTRO-3 : Codage de l’information - nombres et caractères
• S1-2 : Algorithmique et programmation I
◦ ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python
◦ ALGO-PROG-2 : Algorithmique
◦ ALGO-PROG-3 : Structures de données
• S2-1 : Ingénierie numérique et simulations
◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
Programme de l’année
• S1-1 : Introduction
◦ INTRO-1 : Architecture matérielle et logicielle
◦ INTRO-2 : Environnement de Développement Intégré (IDE) -Python
◦ INTRO-3 : Codage de l’information - nombres et caractères
• S1-2 : Algorithmique et programmation I
◦ ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python
◦ ALGO-PROG-2 : Algorithmique
◦ ALGO-PROG-3 : Structures de données
• S2-1 : Ingénierie numérique et simulations
◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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Programme de l’année
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◦ ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python
◦ ALGO-PROG-2 : Algorithmique
◦ ALGO-PROG-3 : Structures de données
• S2-1 : Ingénierie numérique et simulations
◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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• S2-1 : Ingénierie numérique et simulations
◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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◦ ALGO-PROG-2 : Algorithmique
◦ ALGO-PROG-3 : Structures de données
• S2-1 : Ingénierie numérique et simulations
◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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◦ ALGO-PROG-1 : Bases de la programmation en Python
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◦ ALGO-PROG-3 : Structures de données
• S2-1 : Ingénierie numérique et simulations
◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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◦ ALGO-PROG-3 : Structures de données
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◦ SIM-NUM-1 : Résoudre f(x)=0
◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
• S2-2 : Bases de données
◦ BDD-1 : Algèbre relationnelle -requêtes SQL
◦ BDD-2 : Complément de SQL - Représentations graphiques
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◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
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◦ SIM-NUM-2 : Interpoler, intégrer et dériver de façon numérique
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◦ SIM-NUM-4 : Résoudre un système de Cramer
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◦ SIM-NUM-3 : Résoudre les équations différentielles
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Introduction
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Introduction
Quelques définitions
Le traitement des données à travers les âges. . .
3 Architecture matérielle
4 Architecture logicielle
Introduction Quelques définitions
Quelques définitions
Le Bulletin Officiel de l’Education Nationale (B.O.E.N du 26/02/1981 n◦ 8) donne une définition de l’informatique (contraction entre information et automatique) :
D
ÉFINITION: Informatique
L’Informatique est la science du traitement rationnel, notamment par machines automatiques, de l’information considérée comme le sup- port des connaissances humaines et des communications dans les domaines technique, économique et social
Mais alors, machines automatiques = ordinateurs ? Tablettes ? smartphone ?
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Introduction Quelques définitions
Quelques définitions
Le Bulletin Officiel de l’Education Nationale (B.O.E.N du 26/02/1981 n◦ 8) donne une définition de l’informatique (contraction entre information et automatique) :
D
ÉFINITION: Informatique
L’Informatique est la science du traitement rationnel, notamment par machines automatiques, de l’information considérée comme le sup- port des connaissances humaines et des communications dans les domaines technique, économique et social
Mais alors, machines automatiques = ordinateurs ? Tablettes ? smartphone ?
Introduction Quelques définitions
Ordinateur ?
D
ÉFINITION: Ordinateur (Portail Lexical - CNRTL)
Machine algorithmique composée d’un assemblage de matériels cor- respondant à des fonctions spécifiques, capable de recevoir de l’infor- mation, dotée de mémoires à grande capacité et de moyens de traite- ment à grande vitesse, pouvant restituer tout ou partie des éléments traités, ayant la possibilité de résoudre des problèmes mathématiques et logiques complexes, et nécessitant pour son fonctionnement la mise en œuvre et l’exploitation automatique d’un ensemble de programmes enregistrés.
D
ÉFINITION: Ordinateur (définition simple)
Un ordinateur est une machine qui peut recevoir des données, les trai- ter électroniquement et transmettre des informations
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Introduction Quelques définitions
Ordinateur ?
D
ÉFINITION: Ordinateur (Portail Lexical - CNRTL)
Machine algorithmique composée d’un assemblage de matériels cor- respondant à des fonctions spécifiques, capable de recevoir de l’infor- mation, dotée de mémoires à grande capacité et de moyens de traite- ment à grande vitesse, pouvant restituer tout ou partie des éléments traités, ayant la possibilité de résoudre des problèmes mathématiques et logiques complexes, et nécessitant pour son fonctionnement la mise en œuvre et l’exploitation automatique d’un ensemble de programmes enregistrés.
D
ÉFINITION: Ordinateur (définition simple)
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1645 : Pascaline
La pascaline est la première (ou presque) machine à calculer, inventée par Blaise Pascal, permettant de faire des additions et des soustrac- tions par un système de roues dentées.
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Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1793 : Machine à tisser de Jacquard
Invention par Joseph-Marie Jacquard d’une machine à tisser à cartes
perforées.
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1918 : Enigma
Inventions des machines Enigma utilisées par les nazis durant la deuxième guerre mondiale pour crypter leurs messages.
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 10 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1945 : ENIAC
ENIAC, premier ordinateur électronique à usage universel, fonctionnant à l’aide de tubes à vides (18 000), 30 tonnes, dans 42 armoires, destiné à des calculs de balistiques.
300 multiplications par secondes 1, dont une cause fréquente d’erreur
était la présence d’insectes (bug) grillés sur les tubes à vide...
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1945 : ENIAC
ENIAC, premier ordinateur électronique à usage universel, fonctionnant à l’aide de tubes à vides (18 000), 30 tonnes, dans 42 armoires, destiné à des calculs de balistiques.
300 multiplications par secondes 1, dont une cause fréquente d’erreur était la présence d’insectes (bug) grillés sur les tubes à vide...
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 11 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1956 : IBM RAMAC 350
l’IBM RAMAC 350 est le premier disque dur, d’une capacité de 5 Mo.
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1969 : Intel 4004
l’Intel 4004 est le premier microprocesseur à transistor (2 300) commer- cialisé (≈ 90 kHz). La même puissance de calcul que l’ENIAC dans 10 mm
2.
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 13 / 49
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1971 : Apple 1
Steve Wozniak, Steve Jobs et Ronald Wayne créent dans le garage des
Jobs l’Apple 1 : 8 Kio de mémoire vive, processeur cadencé à 1 MHz.
Introduction Le traitement des données à travers les âges. . .
1981 : le PC
IBM sort le PC avec un processeur cadencé à 4,77 MHz, 16 Kio de RAM, avec lecteur de disquettes 5"1/4 de 160 Kio.
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 15 / 49
Architecture matérielle
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Introduction
3 Architecture matérielle Modèle de Von Neumann Évolutions technologiques
Architecture actuelle d’un ordinateur
4 Architecture logicielle
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Modèle de Von Neumann
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Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
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Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
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Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
Architecture matérielle Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
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Architecture matérielle Évolutions technologiques
Première génération : ordinateurs utilisant des tubes à
vide
Architecture matérielle Évolutions technologiques
Première génération
ordinateurs utilisant des tubes à vide
IBM 704 (1954)- 18 000 tubes à vide
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 20 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques
Deuxième génération
Remplacement des tubes à vides par des transistors
Architecture matérielle Évolutions technologiques
Deuxième génération
Remplacement des tubes à vides par des transistors
Naissance des mini-ordinateurs :
PDP-7 (1965)
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 22 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques
Troisième génération
Utilisation de circuits intégrés (1958 - Jack Kilby - TI)
Architecture matérielle Évolutions technologiques
Quatrième génération
Utilisation de microprocesseurs
Microprocesseur Intel 4004 (1971)
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 24 / 49
Architecture matérielle Évolutions technologiques
Quatrième génération
Naissance des micro-ordinateurs
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
Le boitier ou l’unité centrale
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 26 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
Le boitier ou l’unité centrale
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
La carte mère
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 28 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
Le processeur
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
Le processeur
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 30 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
La mémoire vive (RAM Random Access Memory
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
La mémoire morte (disque dur magnétique)
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 32 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
La mémoire morte (disque dur SSD)
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
La carte graphique
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 34 / 49
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
Alimentation
Architecture matérielle Architecture actuelle d’un ordinateur
Assemblage complet
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 36 / 49
Architecture logicielle
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Introduction
3 Architecture matérielle
4 Architecture logicielle Systèmes d’exploitation Organisation d’un disque dur
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
• de permettre la gestion des différents utilisateurs (dossiers personnels, droits en lecture, écriture, exécution)
• de rendre possible le lancement des applications/processus, gestion du parallélisme.
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 38 / 49
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Systèmes d’exploitation
Pourquoi faire ?
Les principales fonctions d’un système d’exploitation sont :
Point de vue du système
• de séparer les applications des spécificités du matériel : portabilité
• de protéger le matériel des applications.
• de gérer l’accès aux ressources (mémoire/processeur. . . )
Point de vue de l’utilisateur
• d’offrir une interface entre l’utilisateur, le matériel et les applications.
• de proposer une organisation du système de fichiers sur le disque dur.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Historique des systèmes d’exploitation
•
Unix (1969)
•
DOS (1981) - QDOS puis MS-DOS
•
Mac OS (1984)
•
Gnu/Linux : 1992
•
Windows NT (91), W95, W98...
•
Blackberry (1999) Android (2007)
•
Mac OS X (1999) et iOS (2007), base Linux
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
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Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Architecture logicielle Systèmes d’exploitation
Répartition actuelle des systèmes d’exploitation
•
Ordinateurs personnels :
◦ Windows : 92%
◦ OS X (macs, base Unix) : 7%
◦ Base Unix (Linux, BSD...) : 1%
•
Serveurs d’entreprise, web, cloud : majoritairement Linux
•
HPC (High Performance Computing) :
• Base Unix (Linux, BSD...) : 98%
• Windows : 2%
•
Smartphones :
• Android (Linux) : 79%
• iOS (base Linux) : 14%
• Blackberry, Windows mobile, . . . : < 7%.
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 40 / 49
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Organisation d’un disque dur
Le partitionnement consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées.
Cela sert par exemple à installer des systèmes d’exploitation différents n’utilisant pas le même système de fichiers.
REMARQUE:
Séparer les données du système d’exploitation permet de
formater la partition en cas de problème ! Avis aux utilisateurs de Win-
dows. . .
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Organisation d’un disque dur
Le partitionnement consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées.
Cela sert par exemple à installer des systèmes d’exploitation différents n’utilisant pas le même système de fichiers.
REMARQUE:
Séparer les données du système d’exploitation permet de formater la partition en cas de problème ! Avis aux utilisateurs de Win- dows. . .
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 41 / 49
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Organisation d’un disque dur
Le partitionnement consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées.
Cela sert par exemple à installer des systèmes d’exploitation différents n’utilisant pas le même système de fichiers.
REMARQUE:
Séparer les données du système d’exploitation permet de
formater la partition en cas de problème ! Avis aux utilisateurs de Win-
dows. . .
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Partitionnement
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 42 / 49
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Structure arborescente
Afin d’organiser les dossiers et ranger les fichiers, il convient d’utiliser une structure arborescente. Il convient alors de trier les données pour gagner en temps de recherche.
ATTENTION!
L’arborescence ne doit être ni trop plate ni trop étirée.
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Structure arborescente
Afin d’organiser les dossiers et ranger les fichiers, il convient d’utiliser une structure arborescente. Il convient alors de trier les données pour gagner en temps de recherche.
ATTENTION!
L’arborescence ne doit être ni trop plate ni trop étirée.
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 43 / 49
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Structure arborescente
Afin d’organiser les dossiers et ranger les fichiers, il convient d’utiliser une structure arborescente. Il convient alors de trier les données pour gagner en temps de recherche.
ATTENTION!
L’arborescence ne doit être ni trop plate ni trop étirée.
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Structure arborescente
Trop plate !
Informatique (MPSI & PCSI) INTRO-Archi : Architectures Année 2020 - 2021 44 / 49
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Structure arborescente
Trop étirée
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Types de fichiers
Parmi les fichiers distinguons deux types :
Les exécutables
•
Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe, .bat)
•
Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier
•
Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé
Les documents
•
Excel, ibreOffice : .doc, .xls, .ods, .ppt. . .
•
Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari : .html, .sqlite
•
L
ATEX: fichier.tex, fichier.pdf, fichier.log. . .
•
Archives compressées : .zip, .tar, .gz, .rar. . .
•
Idle, Pyzo, Spyder : Programme.py
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Types de fichiers
Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables
•
Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe, .bat)
•
Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier
•
Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents
•
Excel, ibreOffice : .doc, .xls, .ods, .ppt. . .
•
Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari : .html, .sqlite
•
L
ATEX: fichier.tex, fichier.pdf, fichier.log. . .
•
Archives compressées : .zip, .tar, .gz, .rar. . .
•
Idle, Pyzo, Spyder : Programme.py
Architecture logicielle Organisation d’un disque dur
Types de fichiers
Parmi les fichiers distinguons deux types : Les exécutables
•
Windows : reconnu par un suffixe spécifique (.exe, .bat)
•
Mac : identifié par une information inscrite dans le fichier
•
Unix : identifié par un drapeau (flag) qui doit être activé Les documents
•
Excel, ibreOffice : .doc, .xls, .ods, .ppt. . .
•
Firefox, Chrome, Internet Explorer, Safari : .html, .sqlite
•
L
ATEX: fichier.tex, fichier.pdf, fichier.log. . .
•
Archives compressées : .zip, .tar, .gz, .rar. . .
•
Idle, Pyzo, Spyder : Programme.py
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