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Syllabus SYS2
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Crédits : 4

SYS2
Système d'exploitation 2
Operating Systems 2

Coef : 4
VH Cours : 30.00
VH TD : 30.00
Pré-requis :
Système d’exploitation I

Ingénierie des Compétences

Familles de Compétences
  • CF7 : Concevoir, mettre en œuvre et administrer des infrastructures complexes et réparties
Type de compétence: TEC : Technique, MET : Méthodologique, MOD : Modélisation, OPE : Opérationnel,
Niveau de compétence:
Base Intermédiaire Avancé


Famille de Compétence Compétence Elément de Compétence Type
CF7 C7.7: Exploiter un système d'exploitation centralisé C77.1: Analyser les fonctions d'un systèmes d'exploitation TEC
C77.3: Exploiter les fonctions de gestion de la mémoire virtuelle et de stockage dans un système multi-programmé TEC

Description du programme de la matière

Objectifs:

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.

Contenu:

I. GESTION DE LA MEMOIRE PRINCIPALE
1. Introduction
1.1 Gestionnaire de la mémoire
1.2 Hiérarchie des mémoires
1.3 Propriété de localité
2. Allocation contiguë de la mémoire principale dans les systèmes multiprogrammés
2.1 La technique des partitions fixes
2.1.1 Protection et translation
2.1.2 L’ordonnancement des travaux
2.1.3 Fragmentation de la mémoire
2.2 La technique des partitions variables
2.2.1 Allocation d’une partition
2.2.2 Libération d’une partition
2.2.3 Algorithmes de sélection d’une partition
2.2.4 Fragmentation et compactage(défragmentation)
2.3 Technique de va-et-vient (swapping)
3. Chargement des programmes en mémoire centrale

II. GESTION DE LA MEMOIRE VIRTUELLE
1. Introduction
1.1 Définition
1.2 Adresses logiques (virtuelles) et adresses physiques
1.3 Espace d'adressage logique(virtuel) et espace d'adressage physique
1.4 Principaux objectifs du concept de mémoire virtuelle
2. Pagination
2.1 Traduction des adresses virtuelles en adresses physiques
2.1.1 Adresse virtuelle
2.1.2 Table des pages
2.1.3 Calcul de l'adresse physique
2.1.4 Calcul de la taille de la table de pages d’un processus
2.1.5 Implantation de la table de pages
2.2 Pagination à plusieurs niveaux
2.3 Table de pages inverse
2.4 Choix de la taille des pages
2.5 Mémoire associative ou registres associatifs (TLB)
2.6 Protection de la mémoire paginée
2.7 Partage du code et des données (partage de pages)
3. La segmentation
3.1 Représentation de l’espace virtuel d’un processus
3.2 Allocation de la mémoire centrale aux segments
3.3 Traduction d’une adresse virtuelle en adresse réelle
3.4 Implémentation de la table de segments
3.5 Protection des segments
3.6 Partage de segment
4. Segmentation avec pagination
4.1 Traduction d'une adresse virtuelle en adresse physique
4.2 Exemples
4.2.1 Segmentation et pagination de l'Intel 80x86(32bits sans PAE)
4.3.2 Pagination dans le système Linux jusqu’à la version 2.6.10
4.3.2 Pagination 4 niveaux de Linux depuis la version 2.6.11

III. LA PAGINATION A LA DEMANDE
1. Introduction
2. Représentation des espaces virtuels des processus et de l'espace physique
2.1 Représentation des espaces virtuels des processus
2.2 Représentation de l'espace physique
3. Détection et traitement d'un défaut de page
3.1 Comment détecter un défaut de page ?
3.2 Quand détecter un défaut de page ?
3.3 Traitement des défauts de page
4. Le Remplacement de pages
4.1 Evaluation des algorithmes de remplacement
4.2 Les algorithmes de remplacement de pages
4.2.1 L’algorithme FIFO
4.2.2 L'algorithme optimal (OPT)
4.2.3 L’algorithme LRU(Least Recently Used)
4.2.4 L’algorithme de seconde chance
4.2.5 LFU(ou NFU) : Least frequently used/moins fréquemment utilisée
4.2.6 L'algorithme du vieillissement (Aging)
4.2.7 NRU(Not recently used: non récemment utilisée)
5. Allocation des pages réelles (cases)
5.1 Représentation de l’espace réel (rappel)
5.2 Seuil minimum
5.3 Stratégies d’allocation de la mémoire principale
5.4 Remplacement global et remplacement local 
6. Chargement des programmes en mémoire centrale
6.1 Allocation statique de la mémoire secondaire
6.2 Allocation dynamique de la mémoire secondaire
7. L’écroulement du système (Thrashing)
7.1 Définition
7.2 L’ensemble de travail ou working set (WS)
7.3 La fréquence de défaut de page (PFF)

1.
2.
IV. GESTION DE LA MEMOIRE SECONDAIRE
1. Caractéristiques des disques durs
1.1 Définition
1.2 Le formatage de disque
1.2.1 Le formatage physique
1.2.1.1 Les pistes
1.2.1.2 Les zones d’enregistrement multiple
1.2.1.3 Les secteurs
1.2.1.4 L’adressage disque
1.2.2 Le formatage logique
2. La gestion des transferts disque
2.1 Paramètres de performance des disques
2.1.1 Le temps de positionnement(seek time)
2.1.2 Le temps de latence ou délai de rotation (latency time)
2.1.3 Le temps de transfert(transfer time)
2.1.4 Temps d’une entrée/sortie
2.2 Ordonnancement des requêtes disque
2.2.1 FCFS(First Come First Served)
2.2.2 SSTF(Shortest Seek Time First)
2.2.3 Scan (ou technique de l’ascenseur)
2.2.4 C-Scan(Circular Scan)
2.2.5 Look et C-Look
2.2.6 N-STEP-SCAN
2.2.7 FSCAN
3. Amélioration des performances des disques
4. La technologie RAID
4.1 Définitions
4.2 Le RAID 0
4.3 Le RAID 1
4.4 Le RAID 2
4.5 Le RAID 3
4.6 Le RAID 4
4.7 Le RAID 5
4.8 RAID6
4.9 Les niveaux RAID combinés
4.9.1 Le RAID 01 (mirrored stripes)
4.9.2 Le RAID 10 (striped mirrors)
4.9.3 Le RAID 50
4.10 Mise en œuvre d’un système de stockage RAID

V. LES SYSTEMES DE GESTION DE FICHIERS
1. Introduction
1.1 Définition d’un fichier
1.2 Article
1.3 Facteur de blocage
1.4 Bloc logique et bloc physique(enregistrement physique)
2. Fonctions d’un système de gestion de fichiers (SGF)
2.1 opérations sur les fichiers
2.1.1 Création d’un fichier
2.1.2 Ouverture d’un fichier
2.1.3 Fermeture d’un fichier
2.1.4 Destruction d’un fichier
3. Organisations des fichiers
3.1 L'organisation séquentielle
3.3 Utilisation des disques physiques
4. Systèmes de fichiers et répertoires
4.1 Partitionnement des disques(Etape1)
4.1.1 Avantages du partitionnement d’un disque dur 
4.1.2 Les techniques de partitionnement
4.1.2.1 Partitionnement MBR – BIOS
4.1.2.2 Partitionnement GPT-EFI
4.1.3 Processus de démarrage(Partitionnement MBR)
4.2 Organisation des partitions en répertoires(étape2)
4.2.1 Descripteur de fichier (rappel)
4.2.2 Structure des répertoires
4.2.2.1 Répertoire à un niveau
4.2.2.2 Répertoire hiérarchisé ou à plusieurs niveaux
4.3 L’Allocation de l’espace disque
4.3.1 L’allocation contiguë
4.3.2 L’allocation non contiguë
4.3.3.1 Taille des blocs
4.3.3.2 Représentation des blocs libres
4.3.3.3 Représentation de l’espace disque (blocs) d’un fichier
4.4 Système de fichiers Unix
4.4.1 Structure d’une entrée d’un répertoire du système de fichiers Ext2/ext3 de linux
4.4.2 Désignation des fichiers
4.4.3 Structure d’un disque logique (volume)
4.4.3.1 Structure d'un disque logique (Unix System V)
4.4.3.2 Structure d’un disque logique du système de fichier ext2/3 de linux
4.4.4 Allocation de l’espace disque dans le système Unix system V
4.4.5 La protection des fichiers et répertoires Unix
4.4.5.1 Définition de la protection Unix
4.4.5.2 Commande chmod pour modifier la protection
4.4.5.3 Identificateurs de l’utilisateur et du groupe
4.4.5.4 Protection des fichiers : /etc/passwd, /etc/shadow et du programme /usr/bin/passwd (Linux DEBIAN)
4.4.6 Les liens
4.4.6.1 Lien physique (ou hard link)
4.4.6.2 Lien symbolique(symbolic link)
4.5 Système de fichiers FAT32
4.5.1 Structure d’un système de fichiers FAT32
4.5.2 Les répertoires
4.5.2.1 Entrée d’un répertoire
4.5.2.2 Structure d’une entrée format court
4.5.2.3 Structure d’une entrée format long
4.5.3 Allocation dans le système de fichiers FAT32

5. Sécurité des fichiers
5.1 Introduction
5.2 La sécurité
5.2.1 Sauvegarde des données
5.2.2 Redondance interne

Travail Personnel:

Bibliographie:

R. E. Bryant, D. R. O’Hallaron, « Computer System : A programmer’s perspective », Prentice hall, 2015
H. M. Deitel, P. J. Deitel, D. R. Choffness, « Operating systems », Third edition, Addison-Wesley, 2004
S. Krakowiak, « Principes des systèmes d’exploitation des ordinateurs », Dunod , 1985
A. Silberschatz, P. B. Galvin, G. GAGNE, « Principes des systèmes d’exploitation », 7e édition, Addison-Wesley,2018
W. Stalling, « Operating Systems - Internals and Design Principles », 6th edition, Prentice Hall, 2018
A. S. Tanenbaum, A. S. Woodhull, « Operating Systems Design and Implementation », Third edition, Prentice Hall, 2014

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