Introduction.

Machine virtuelle.

La machine réelle comporte principalement : un ou plusieurs processeurs, de la mémoire, un bus, et des périphériques (clavier, souris, écran, disque(s), imprimante, carte(s) réseau).

Machine virtuelle = machine réelle + système d'exploitation ; seule utilisable.

Chaque tâche a l'illusion de disposer:

• d'un processeur,
• d'une mémoire adaptée à ses besoins,
• d'un système de fichiers,
• de communications standardisées avec les périphériques.

Le système d'exploitation gère principalement :

• les processus,
• la mémoire,
• le système de fichiers,
• les entrées/sorties.

D'autres fonctions importantes sont ou non considérées comme faisant partie du système d'exploitation :

• langage(s) de commande,
• interface graphique,
• communications (réseau).

Ce sont des services de plus haut niveau que les précédents : architecture en couches.

Historique des S.E.

Une évolution en présentant les caractéristiques et les défauts majeurs.

Déroutements.

Le noyau du système d'exploitation intervient par déroutement (trap) :

• Exception (impossible d'exécuter l'instruction courante).
• Interruption (externe).
• Appel au système (instruction de déroutement volontaire).

Exécution schématique d'un déroutement :

• Passage du processeur en mode privilégié (superviseur) ;
• Sauvegarde du contexte matériel : compteur ordinal, mot d'état du processeur ;
• Chargement du nouveau contexte depuis une adresse prédéfinie (table des déroutements) ;
• Fin de déroutement : restauration de l'ancien contexte (si l'ordonnanceur n'a pas décidé de changer le processus courant).

Le passage du processeur en mode superviseur modifie le fonctionnement de la MMU, et permet donc l'accès à une partie de la mémoire invisible depuis un programme utilisateur: protection contre les erreurs de programmation ou les virus.

Certains processeurs possèdent plusieurs modes privilégiés : anneaux concentriques, points d'entrée contrôlés (gateways).

Ne pas confondre les bibliothèques de fonctions (procédures) système, qui facilitent la vie (exemple : printf), et la liste (courte) des appels-systèmes.

Noyau et serveurs.

Le noyau est l'ensemble des procédures qui, en mode superviseur, traitent les déroutements ; il assure les fonctions de base : gestion des processus, de la mémoire, et des E/S de bas niveau. Les autres parties du système d'exploitation peuvent être réalisées sous formes de serveurs (exemples : NFS, X-Window). Unix a un gros noyau, on préfère aujourd'hui un micro-noyau (qui gère aussi les messages) et des serveurs. Solution bien adaptée aux réseaux.