Système d'exploitation - Partie 3
Micro-ordinateurs
L'invention de l'intégration à grande échelle a permis la production d'ordinateurs personnels (initialement appelés micro-ordinateurs) à partir de 1980 environ. Pendant environ cinq ans, le CP/M (Control Program for Microcomputers) a été le système d'exploitation le plus répandu pour les micro-ordinateurs. Plus tard, IBM a racheté le DOS (Disk Operating System) à Microsoft. Après des modifications demandées par IBM, le système résultant a été baptisé MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System) et a été largement utilisé sur les micro-ordinateurs IBM. Les versions ultérieures ont gagné en sophistication, notamment en empruntant des fonctionnalités à UNIX.
Le Macintosh d'Apple a été le premier ordinateur populaire à utiliser une interface utilisateur graphique (IUG). Cette interface s'est avérée bien plus conviviale que l'interface en ligne de commande textuelle utilisée par les systèmes d'exploitation précédents. Suite au succès du Macintosh, MS-DOS a été mis à jour avec une interface graphique surcouche appelée Windows. Windows a ensuite été réécrit comme un système d'exploitation autonome, empruntant tellement de fonctionnalités à un autre (VAX VMS) qu'un important dédommagement juridique a été dû. Au XXIe siècle, Windows continue d'être populaire sur les ordinateurs personnels, mais sa part de marché sur les serveurs diminue. Les systèmes d'exploitation UNIX, notamment Linux, sont les plus répandus sur les systèmes d'entreprise et les serveurs, mais sont également utilisés sur les appareils mobiles et de nombreux autres systèmes informatiques.
Sur les appareils mobiles, Symbian OS a d'abord dominé, supplanté par BlackBerry OS (lancé en 2002) et iOS pour iPhone (à partir de 2007). Plus tard, le système d'exploitation open source Android (lancé en 2008), doté d'un noyau Linux et d'une bibliothèque C (Bionic) partiellement basée sur du code BSD, est devenu le plus populaire.
Composants
Les composants d'un système d'exploitation sont conçus pour assurer le bon fonctionnement des différentes parties d'un ordinateur. Avec l'obsolescence de facto de DOS, tous les logiciels utilisateur doivent interagir avec le système d'exploitation pour accéder au matériel.
Noyau
Le noyau est la partie du système d'exploitation qui assure la protection entre les différentes applications et les utilisateurs. Cette protection est essentielle pour améliorer la fiabilité en isolant les erreurs d'un seul programme, ainsi que la sécurité en limitant la puissance des logiciels malveillants et en protégeant les données privées, et en garantissant qu'un seul programme ne puisse monopoliser les ressources de l'ordinateur. La plupart des systèmes d'exploitation fonctionnent en deux modes : en mode utilisateur, le matériel vérifie que le logiciel exécute uniquement des instructions légales, tandis que le noyau dispose de pouvoirs illimités et n'est pas soumis à ces contrôles. Le noyau gère également la mémoire pour les autres processus et contrôle l'accès aux périphériques d'entrée/sortie.
Exécution du programme
Le système d'exploitation fournit une interface entre un programme d'application et le matériel informatique, de sorte qu'un programme d'application ne peut interagir avec le matériel qu'en obéissant à des règles et procédures programmées dans le système d'exploitation. Le système d'exploitation est également un ensemble de services qui simplifient le développement et l'exécution des programmes d'application. L'exécution d'un programme d'application implique généralement la création d'un processus par le noyau du système d'exploitation. Ce processus alloue de l'espace mémoire et d'autres ressources, établit une priorité pour le processus dans les systèmes multitâches, charge le code binaire du programme en mémoire et lance l'exécution du programme d'application, qui interagit ensuite avec l'utilisateur et les périphériques matériels. Cependant, sur certains systèmes, une application peut demander au système d'exploitation d'exécuter une autre application au sein du même processus, soit sous forme de sous-routine, soit dans un thread distinct, par exemple les fonctions LINK et ATTACH d'OS/360 et de ses successeurs.
Interruptions
Une interruption (également appelée abandon, exception, défaut, signal ou interruption) constitue un moyen efficace pour la plupart des systèmes d'exploitation de réagir à l'environnement. Les interruptions provoquent un changement de flux de contrôle de l'unité centrale (CPU) du programme en cours d'exécution vers un gestionnaire d'interruptions, également appelé routine de service d'interruption (ISR). Une routine de service d'interruption peut provoquer un changement de contexte de l'unité centrale (CPU). Le traitement d'une interruption par un ordinateur varie d'une architecture à l'autre, et le comportement des routines de service d'interruption varie d'un système d'exploitation à l'autre. Cependant, plusieurs fonctions d'interruption sont communes. L'architecture et le système d'exploitation doivent :
transférer le contrôle à une routine de service d'interruption ;
enregistrer l'état du processus en cours d'exécution ;
restaurer l'état après la prise en charge de l'interruption.
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