Système d’exploitation I
L’objectif de ce cours est de permettre aux étudiants de comprendre les concepts de base des systèmes d’exploitation centralisés, leur structure et leur fonctionnement et de maitriser leur utilisation grâce aux travaux pratiques.
1. Introduction
– Problème de l’interblocage
– Définition
2. Caractérisation de l’interblocage
– Conditions nécessaires
– Graphe d’allocation des ressources
3. Méthodes de traitement de l’interblocage
– Méthodes de prévention statique
– L’évitement : méthode de prévention dynamique
– Méthodes de détection et guérison
1. Introduction
– Gestionnaire de la mémoire
– Rappels (hiérarchie des mémoires, éditions de liens et chargement)
2. L’allocation contiguë de la mémoire principale
– Gestion de la mémoire dans les systèmes monoprogrammés
– Technique de va-et-vient (swapping)
– Les systèmes multiprogrammés
Gestion de la mémoire avec la technique des partitions fixes
Gestion de la mémoire avec la technique des partitions variables
3. La gestion de la mémoire virtuelle
– Introduction
Adresses logiques et adresses physiques
Espace d’adressage logique et espace d’adressage physique
Les objectifs du concept de mémoire virtuelle
– La pagination
Définition
La pagination à un niveau
La traduction des adresses virtuelles en adresses réelles
L’implantation de la table des pages
La pagination à plusieurs niveaux
La table de page inverse
Le choix de la taille de page
La mémoire associative
La protection de la mémoire paginée
Le partage du code et des données (partage de pages)
– La segmentation
Définition
La traduction des adresses virtuelles en adresses réelles
Implémentation de la table de segments
Protection et partage de segments
La fragmentation
– Segmentation avec pagination
Traduction d’une adresse virtuelle en adresse réelle
– Exemples
Machines Intel 80×86
Système Linux
Système MULTICS(GE645)
4. La pagination à la demande
– Représentation des espaces virtuels et de l’espace physique des processus
Représentation des espaces virtuels des processus
Représentation de l’espace physique
– Détection et traitement d’un défaut de page
Détection de défaut de page
Traitement des défauts de page
– Les algorithmes de remplacement
L’algorithme FIFO
L’algorithme optimal (OPT ou MIN)
L’algorithme LRU (Least Recently Used)
L’algorithme de seconde chance et l’algorithme de l’horloge
L’algorithme LFU (ou NFU) : Least frequently used/moins
fréquemment utilisée
L’algorithme du vieillissement (Aging)
L’algorithme NRU (Not recently used: non récemment utilisée)
– Chargement des programmes en mémoire centrale
– L’allocation des cases (pages réelles)
Le remplacement global et le remplacement local
Les algorithmes d’allocation
– L’écroulement (thrashing) d’un système multiprogrammé
Propriété de localité et espace de travail(Working Set)
Prévention de l’écroulement à l’aide du working set
Mise en oeuvre du modèle du working set
La fréquence de défaut de page (PFF)
1. Introduction
– Structure des disques
– Formatage des disques
2. La gestion des transferts disque (mémoire secondaire)
– L’optimisation du déplacement des têtes des disques à bras mobile
– FCFS(First Come First Served)
– SSTF (Shortest Seek Time First)
– Scan (technique de l’ascenseur) et C-Scan (Circular Scan)
– Look et C-Look
– N-Step-SCAN et FSCAN
– Optimisation du délai de rotation (temps de latence)
Une file unique : FCFS
Une file par secteur : SATF (Shortest Acces Time Frist) ou
Sector Queueing
3. Les caches disque
4. Les disques RAID (Redundant Arrays of Independent Disks)
– Le RAID de niveau 0 (RAID 0) ou stripping
– Le RAID de niveau 1 (RAID 1) ou mirroring
– Le RAID de niveau 2 (RAID 2)
– Le RAID de niveau 3 (RAID 3)
– Le RAID de niveau 4 (RAID 4)
– Le RAID de niveau 5 (RAID 5)
5. Les Entrées Sorties Logiques
6. Rappels
– Périphériques d’entrées/sorties
– Les contrôleurs de périphériques
– Canal (ou unité d’échange) et Contrôleur DMA
– Les principaux modes de pilotage de périphériques (devices’ drivers)
7. Les périphériques virtuels (ou flots d’e/s)
8. Problèmes liés aux vitesses de traitement
– Tampons en mémoire principale
– Tampons sur mémoire secondaire : ou SPOOL (Simultaneous Peripheral
Operation On Line)
9. Les Systèmes de gestion de fichiers
– Introduction
Définition : fichier, article, bloc, facteur de blocage,
Bloc logique et bloc physique (enregistrement physique)
Fonctions d’un système de gestion de fichiers (SGF)
– Opérations sur les fichiers
Création, ouverture, fermeture destruction d’un fichier
10. Organisation des fichiers
– Organisation logique, organisation physique et mode d’accès
– L’organisation séquentielle
– L’organisation directe
– L’organisation séquentielle indexée à clé unique
– L’organisation séquentielle indexée à clés multiples
11. Les systèmes de fichiers
– Descripteur de fichier
– Structure des répertoires
Répertoire à un niveau
Répertoire hiérarchisé ou à plusieurs niveaux
Exemples : systèmes de fichiers FAT, NTFS et UNIX/LINUX
12. L’allocation de l’espace disque
– L’allocation contiguë
– L’allocation non contiguë
Taille des blocs
Représentation des blocs libres
Méthodes d’allocation non contiguë
Blocs chaînés
Tables d’index d’allocation
Fichier d’allocation
– Exemples : Systèmes de fichiers FAT, NTFS et UNIX/LINUX
13. Sécurité et protection des fichiers
– La sécurité
– La protection
Protection par le nom
Les mots de passe
Les matrices de contrôle d’accès
Contrôle d’accès par classe d’utilisateurs
– Exemples :
Protection dans le système de fichiers NTFS
Protection dans les systèmes de fichiers Unix et Linux
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