Exercice Corrigé Système d’Exploitation Linux – Partie 1

Dans un système d’exploitation, le traitement par lots vise à maximiser l’utilisation de l’unité centrale (CPU) en:

• Exécutant des tâches en parallèle pour éviter les temps d’inactivité.
• Organisant les tâches dans des files d’attente pour une exécution optimisée.
• Allocant dynamiquement les ressources selon les besoins des tâches.
• Minimisant les changements de contexte pour réduire les interruptions.

Cela permet à l’UC de rester occupée et d’améliorer l’efficacité globale.

Le traitement par lots provoque un effet d’accélération en:

• Réduisant les frais généraux grâce à moins de transitions entre les tâches.
• Optimisant les ressources par le partage de mémoire entre tâches similaires.
• Planifiant intelligemment pour maximiser l’utilisation du CPU.
• Minimisant les temps d’inactivité, gardant le CPU active.
• Améliorant l’efficacité du cache en traitant des données similaires ensemble.

Ces éléments contribuent à une exécution plus rapide des tâches.

Pour que le traitement par lots commence, chaque programme doit être fourni complètement, incluant toutes les données d’entrée nécessaires. Cela garantit que toutes les informations requises sont disponibles pour une exécution fluide et efficace des tâches.

Le traitement par lots est bien adapté à l’exécution de tâches routinières, car il permet de gérer efficacement des opérations répétitives et prévisibles, optimisant ainsi le temps et les ressources nécessaires. Exemple:

• Sauvegarde de données: Création de sauvegardes régulières de systèmes ou de bases de données.
• Traitement de données massives: Analyse de grandes quantités de données, comme dans le big data.
• Mise à jour de bases de données: Exécution de mises à jour régulières sur des ensembles de données.

une application populaire du mode batch est l’utilisation de fichiers batch et de shell scripts pour automatiser des tâches dans les systèmes d’exploitation. Ces scripts permettent d’exécuter des commandes ou des programmes en série, facilitant ainsi la gestion des tâches répétitives, comme la sauvegarde de fichiers, la mise à jour de logiciels ou le déploiement d’applications.

Le spooling (Simultaneous Peripheral Operations On-Line) est un processus qui gère les opérations d’entrée/sortie en les déchargeant dans des fichiers temporaires ou des files d’attente. Cela permet au processeur de continuer à travailler sur d’autres tâches sans attendre la fin de l’opération I/O, optimisant ainsi l’utilisation des ressources. Un exemple courant est l’impression, où les documents sont d’abord mis en file d’attente avant d’être imprimés.

L’objectif du partage du temps dans les systèmes d’exploitation est de permettre à plusieurs utilisateurs ou tâches de partager efficacement les ressources d’un ordinateur, en donnant à chacun un accès équitable et interactif au processeur.

Le partage du temps répartit le temps de calcul entre les processus en utilisant plusieurs techniques:

• Tranches de temps: Chaque processus se voit attribuer une période fixe, appelée tranche de temps, durant laquelle il peut s’exécuter. Une fois la tranche écoulée, le système d’exploitation suspend le processus et passe au suivant.
• Planification des processus: Un algorithme de planification détermine l’ordre d’exécution des processus, souvent en fonction de critères tels que la priorité ou le temps d’attente.
• Changement de contexte: Lorsque le système d’exploitation passe d’un processus à un autre, il effectue un changement de contexte, sauvegardant l’état du processus en cours et chargeant l’état du prochain processus à exécuter.
• Équité: Les processus sont généralement traités de manière équitable, permettant à chacun d’accéder au processeur sans être bloqué indéfiniment.

Grâce à ces mécanismes, le partage du temps permet une utilisation efficace du processeur et garantit que plusieurs processus peuvent s’exécuter de manière fluide et simultanée.

Multitâche ou Multitasking. Cela désigne la capacité d’un système d’exploitation à exécuter plusieurs processus simultanément ou à les faire passer rapidement d’un état à un autre, donnant l’illusion d’une exécution quasi-parallèle.

L’objectif de l’exécution quasi-parallèle (multitâche) est de maximiser l’utilisation des ressources système, améliorer la réactivité et l’efficacité, et permettre aux utilisateurs d’interagir avec plusieurs applications simultanément sans délai. Cela facilite également la gestion de tâches de fond sans interrompre les activités en cours.

L’ordonnancement (scheduling) est le processus par lequel un système d’exploitation détermine l’ordre et la durée d’exécution des processus sur le processeur. Il optimise l’utilisation des ressources, gère les priorités, utilise différents algorithmes (comme FIFO et Round Robin) et vise à assurer équité et réactivité pour les tâches.

Le swapping est un processus dans les systèmes d’exploitation où des segments de mémoire (processus ou pages) sont temporairement déplacés entre la mémoire principale et le stockage secondaire (comme un disque) pour libérer de l’espace mémoire. Cela permet de gérer efficacement la mémoire en exécutant plus de processus que ce que la RAM peut contenir simultanément. Le swapping aide à maintenir les performances du système lorsque la mémoire est saturée.

La protection de la mémoire empêche les processus d’accéder à la mémoire des autres ou du système d’exploitation. Elle fonctionne par:

• Segmentation et pagination: Division de la mémoire en segments ou pages pour chaque processus.
• Table des pages: Mapping des adresses virtuelles aux adresses physiques.
• Registres de protection: Définition des limites d’accès en mémoire pour chaque processus.
• Gestion des exceptions: Déclenchement d’une erreur si un accès non autorisé est tenté.
• Isolation des processus: Chaque processus fonctionne dans son propre espace mémoire.

Cela assure la sécurité et la stabilité du système.

Le but de la protection de la mémoire est de garantir la sécurité et la stabilité du système en empêchant les processus d’accéder à la mémoire d’autres processus ou du système d’exploitation. Cela protège contre les erreurs et les comportements malveillants, assurant l’intégrité des données et l’isolation des processus.

$ mkdir ~/MyRep

La commande mkdir (make directory) est utilisée dans les systèmes d’exploitation de type Unix/Linux et Windows pour créer un nouveau répertoire (dossier).

$ cd ~/MyRep && touch File1.txt

• cd ~/MyRep: Change le répertoire courant vers « MyRep » dans le répertoire personnel.
• &&: Exécute la prochaine commande seulement si la première réussit.
• touch File1.txt: Crée un fichier vide nommé « File1.txt » dans « MyRep ».

Si « MyRep » n’existe pas, le fichier ne sera pas créé.

$ ls -lh File1.txt

• ls: Commande de base pour lister le contenu d’un répertoire.
• -l: Affiche les détails en format long (permissions, propriétaire, taille, date de modification, etc.).
• -h: Rend la taille des fichiers lisible par l’homme (par exemple, 1K, 234M, 2G).

$ touch -t XXXXYYZZAABB File1.txt

• XXXX spécifie l’année.
• YY spécifie le mois.
• ZZ spécifie le jour du mois.
• AA spécifie l’heure.
• BB spécifie les minutes.

$ echo -e "Ligne1\nLigne2" > File2.txt

• echo -e: Affiche une chaîne de texte et active l’interprétation des caractères spéciaux grâce à -e.
• \n: Représente un saut de ligne.
• "Ligne1\nLigne2": La chaîne affichée contiendra « Ligne1 » sur une ligne et « Ligne2 » sur la ligne suivante.
• >: Redirige la sortie de la commande vers un fichier.
• File2.txt: Nom du fichier où le texte sera enregistré. Si le fichier existe, il sera écrasé.

$ head -n 1 File2.txt

• head: Affiche les premières lignes d’un fichier.
• -n 1: Spécifie que l’on veut afficher seulement la première ligne.
• File2.txt: Nom du fichier dont on souhaite afficher le contenu.

$ cat File2.txt >> File1.txt

• cat File2.txt: Lit et affiche le contenu du fichier « File2.txt ».
• >>: Redirige la sortie vers un fichier, en ajoutant le contenu à la fin de celui-ci, sans écraser son contenu existant.
• File1.txt: Nom du fichier cible où le contenu sera ajouté.

$ mkdir ~/cours_university

La commande mkdir (make directory) est utilisée dans les systèmes d’exploitation de type Unix/Linux et Windows pour créer un nouveau répertoire (dossier).

$ cp ~/MyRep/* ~/cours_university

• cp: Commande utilisée pour copier des fichiers ou des répertoires.
• ~/MyRep/*: Sélectionne tous les fichiers et répertoires dans le répertoire « MyRep » situé dans le répertoire personnel de l’utilisateur.
• ~/cours_university: Destination où les fichiers seront copiés, qui est le répertoire « cours_university » dans le répertoire personnel.

$ rm -rf ~/MyRep

• rm: Commande utilisée pour supprimer des fichiers ou des répertoires.
• -r: Indique une suppression récursive, permettant de supprimer des répertoires et leur contenu (fichiers et sous-répertoires).
• -f: Force la suppression sans demander de confirmation, même si le fichier ou le répertoire est protégé en écriture.
• ~/MyRep: Chemin vers le répertoire « MyRep » situé dans le répertoire personnel de l’utilisateur.