Introduction au système d'exploitation
Un système d'exploitation est un logiciel qui gère le matériel d'un ordinateur. Il fournit également une base pour les programmes d'application et agit comme un intermédiaire entre l'utilisateur de l'ordinateur et le matériel informatique. Un aspect fantastique des systèmes d'exploitation est la façon dont ils varient dans l'accomplissement de ces tâches dans divers environnements informatiques. Les systèmes d'exploitation sont partout, des voitures et des appareils électroménagers qui incluent les appareils « Internet des objets » aux smartphones, ordinateurs personnels, ordinateurs d'entreprise et environnements de cloud computing.
Afin d'explorer le rôle d'un système d'exploitation dans un environnement informatique moderne, il est essentiel de comprendre d'abord l'organisation et l'architecture du matériel informatique. Cela inclut le processeur, la mémoire et les périphériques d'E/S, ainsi que le stockage. Une responsabilité fondamentale d'un système d'exploitation est d'allouer ces ressources aux programmes.
Ce que font les systèmes d'exploitation
Un système informatique peut être divisé grosso modo en quatre composants : le matériel, le système d'exploitation, les programmes d'application et un utilisateur, comme illustré dans la figure ci-dessous.
Le matériel — l'unité centrale de traitement (UC), la mémoire et les périphériques d'entrée/sortie (E/S)—fournit les ressources informatiques de base du système. Les programmes d'application, tels que les traitements de texte, les tableurs, les compilateurs et les navigateurs Web, définissent la manière dont ces ressources sont utilisées pour résoudre les problèmes informatiques des utilisateurs. Le système d'exploitation contrôle le matériel et coordonne son utilisation entre les différents programmes d'application pour les différents utilisateurs.
On peut également considérer qu'un système informatique est constitué de matériel, de logiciels et de données. Le système d'exploitation fournit les moyens d'utiliser correctement ces ressources dans le fonctionnement du système informatique.
Pour mieux comprendre le rôle du système d'exploitation, nous allons maintenant explorer les systèmes d'exploitation de deux points de vue : celui de l'utilisateur et celui du système.
Vue utilisateur
Le point de vue de l'utilisateur sur l'ordinateur varie en fonction de l'interface utilisée. De nombreux utilisateurs d'ordinateurs sont assis avec un ordinateur portable ou devant un PC composé d'un écran, d'un clavier et d'une souris. Un tel système est conçu pour qu'un utilisateur monopolise ses ressources. L'objectif est de maximiser le travail (ou le jeu) de l'utilisateur. Dans ce cas, le système d'exploitation est conçu principalement pour la facilité d'utilisation, avec une certaine attention portée aux performances et à la sécurité et aucune attention portée à l'utilisation des ressources - comment les diverses ressources matérielles et logicielles sont partagées.
De plus en plus, de nombreux utilisateurs interagissent avec des appareils mobiles tels que les smartphones et les tablettes - des appareils qui remplacent les systèmes informatiques de bureau et les ordinateurs portables pour certains utilisateurs. Ces appareils sont généralement connectés à des réseaux par le biais de technologies cellulaires ou d'autres technologies sans fil. L'interface utilisateur des ordinateurs mobiles comporte généralement un écran tactile sur lequel l'utilisateur interagit avec le système en appuyant et en faisant glisser ses doigts sur l'écran plutôt qu'en utilisant un clavier physique et une souris. De nombreux appareils mobiles permettent également aux utilisateurs d'interagir par le biais d'une interface de reconnaissance vocale, telle que Siri d'Apple.
Certains ordinateurs sont peu ou pas du tout visibles par l'utilisateur. Par exemple, les ordinateurs intégrés dans les appareils domestiques et les automobiles peuvent être dotés de claviers numériques et peuvent allumer ou éteindre des voyants lumineux pour indiquer l'état, mais ces ordinateurs, leurs systèmes d'exploitation et leurs applications sont conçus principalement pour fonctionner sans intervention de l'utilisateur.
Vue système
Du point de vue de l'ordinateur, le système d'exploitation est le programme le plus intimement lié au matériel. Dans ce contexte, nous pouvons considérer un système d'exploitation comme un allocateur de ressources. Un système informatique dispose de nombreuses ressources qui peuvent être nécessaires pour résoudre un problème : temps CPU, espace mémoire, espace de stockage, périphériques d'E/S, etc. Le système d'exploitation joue le rôle de gestionnaire de ces ressources. Face à des demandes de ressources nombreuses et éventuellement conflictuelles, le système d'exploitation doit décider comment les allouer à des programmes et des utilisateurs spécifiques afin de pouvoir faire fonctionner le système informatique de manière efficace et équitable.
Une vision légèrement différente d'un système d'exploitation met l'accent sur la nécessité de contrôler les divers périphériques d'E/S et programmes utilisateur. Un système d'exploitation est un programme de contrôle. Un programme de contrôle gère l'exécution des programmes utilisateurs pour éviter les erreurs et les mauvaises utilisations de l'ordinateur. Il est particulièrement concerné par le fonctionnement et le contrôle des périphériques d'E/S.
