Introduction aux systèmes d'exploitation mobile
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Le document présente une analyse complète des systèmes d'exploitation mobiles et des systèmes embarqués, en soulignant leurs caractéristiques-clés, leur architecture, et leurs applications dans divers dispositifs technologiques. Il détaille également les principaux systèmes d'exploitation mobiles tels qu'Android, iOS et Windows Mobile, chacun ayant des fonctionnalités spécifiques adaptées aux besoins des appareils. Enfin, le texte aborde l'importance de la gestion des ressources et des contraintes auxquelles ces systèmes doivent faire face dans leur fonctionnement quotidien.
![Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012
SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 2
Système embarqué :
Il est un peu difficile de donner une définition précise d’un système embarqué, mais on peut citer
quelques définitions des livres et des articles qui nous clarifie cette notion :
1. Un Système Embarqué : C'est une combinaison de matériels et logiciels permettant de
remplir une ou plusieurs fonctions spécifiques avec des contraintes plus ou moins sévères tel
que la consommation, la température, la taille, les performances... et.
[Patrice Kadionik, 2004]
2. Un système embarqué est susceptible d'être utilisé dans un environnement matériel de
faibles performances (si l'on compare au PC de bureau d'aujourd'hui). Si l'ajout de quelques
Mo de mémoire sur un PC de bureau n'a pas une grosse influence sur le budget d'un
utilisateur, le gain de quelques Mo sur un produit de grande consommation (téléphone,
équipement auto mobile, organiseur personnel) a une énorme influence sur le coût final.
[Pierre Ficheux, 2003]
Caractéristiques d’un système embarqué :
Un système embarqué :
Dispose de ressources limitées
Ne possède pas toujours de système de fichiers
Doit être le moins cher possible
Ne doit pas consommer d’énergie inutilement
Une puissance de calcul limitée
Une capacité de communication limitée
Exécute un logiciel dédié aux fonctionnalités spéciales
Faible coût :
Les concepteurs des systèmes embarqués cherchent des solutions optimales entre le prix et la
performance pour proposer des produits aux marchés à la portée de toute personne n’a pas les
moyens pour acheter des produits performants et chers. C’est pour cette raison que les ressources
utilisées sont minimales et qu’un système embarqué n’a que peu de mémoire.
Faible consommation
Les systèmes embarqués utilisent une batterie d’emmagasinassions d’énergie. Pour rester
autonome le plus possible, il faut gérer bien la consommation. Une consommation excessive
augmente le prix de revient du système embarqué car il faut alors des batteries de forte capacité.
Faible encombrement et faible poids
Il est très important de minimiser la taille et le poids pour un système embarqué. Ce qui revient que
les composants électroniques (analogique et/ou numérique) doivent cohabiter sur une faible surface.](https://image.slidesharecdn.com/introductionauxsystmesdexploitationmobile-130522163801-phpapp01/85/Introduction-aux-systemes-d-exploitation-mobile-2-320.jpg)
Introduction aux systèmes d'exploitation mobile
- 1. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 1 Sommaire Système embarqué :............................................................................................................................ 2 Caractéristiques d’un système embarqué :......................................................................................... 2 Faible coût : ..................................................................................................................................... 2 Faible consommation...................................................................................................................... 2 Faible encombrement et faible poids ............................................................................................. 2 Fonctionnement en Temps Réel ..................................................................................................... 3 Environnement................................................................................................................................ 3 Architecture d’un système embarqué................................................................................................. 3 Equipements permanents :............................................................................................................. 4 Equipements supplémentaires :...................................................................................................... 4 Les applications du système embarqué : ............................................................................................ 4 Dispositifs mobiles.............................................................................................................................. 5 LapTop............................................................................................................................................. 5 Tablet PC.......................................................................................................................................... 5 PDA (Personal Digital Assistant)...................................................................................................... 5 Téléphone portable......................................................................................................................... 5 Smartphone..................................................................................................................................... 5 Autres dispositifs :........................................................................................................................... 5 Nécessité d’un système d’exploitation ............................................................................................... 6 Définition d’un système d’exploitation mobile................................................................................... 6 Caractéristiques d’un système d’exploitation mobile......................................................................... 6 Exemples des systèmes d’exploitations mobile.................................................................................. 6 Symbian OS...................................................................................................................................... 6 Palm OS ........................................................................................................................................... 7 Android............................................................................................................................................ 7 Ios (iPhone OS) ................................................................................................................................ 7 Windows mobile , Windows CE et Windows Phone 7 ................................................................... 7 BlackBerry OS .................................................................................................................................. 7 Bada................................................................................................................................................. 7
- 2. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 2 Système embarqué : Il est un peu difficile de donner une définition précise d’un système embarqué, mais on peut citer quelques définitions des livres et des articles qui nous clarifie cette notion : 1. Un Système Embarqué : C'est une combinaison de matériels et logiciels permettant de remplir une ou plusieurs fonctions spécifiques avec des contraintes plus ou moins sévères tel que la consommation, la température, la taille, les performances... et. [Patrice Kadionik, 2004] 2. Un système embarqué est susceptible d'être utilisé dans un environnement matériel de faibles performances (si l'on compare au PC de bureau d'aujourd'hui). Si l'ajout de quelques Mo de mémoire sur un PC de bureau n'a pas une grosse influence sur le budget d'un utilisateur, le gain de quelques Mo sur un produit de grande consommation (téléphone, équipement auto mobile, organiseur personnel) a une énorme influence sur le coût final. [Pierre Ficheux, 2003] Caractéristiques d’un système embarqué : Un système embarqué : Dispose de ressources limitées Ne possède pas toujours de système de fichiers Doit être le moins cher possible Ne doit pas consommer d’énergie inutilement Une puissance de calcul limitée Une capacité de communication limitée Exécute un logiciel dédié aux fonctionnalités spéciales Faible coût : Les concepteurs des systèmes embarqués cherchent des solutions optimales entre le prix et la performance pour proposer des produits aux marchés à la portée de toute personne n’a pas les moyens pour acheter des produits performants et chers. C’est pour cette raison que les ressources utilisées sont minimales et qu’un système embarqué n’a que peu de mémoire. Faible consommation Les systèmes embarqués utilisent une batterie d’emmagasinassions d’énergie. Pour rester autonome le plus possible, il faut gérer bien la consommation. Une consommation excessive augmente le prix de revient du système embarqué car il faut alors des batteries de forte capacité. Faible encombrement et faible poids Il est très important de minimiser la taille et le poids pour un système embarqué. Ce qui revient que les composants électroniques (analogique et/ou numérique) doivent cohabiter sur une faible surface.
- 3. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 3 Fonctionnement en Temps Réel Généralement, les applications embarquées doivent répondre rapidement aux évènements internes ou externes. Dans des applications de système de contrôles, le résultat peut être néfaste dans le système ne réagit pas à l’immédiat à un évènement du système. Environnement Un système embarqué est soumis à des nombreuses contraintes d’environnement dont il doit s’adapter et fonctionner avec. On peut citer : La température L’humidité Les vibrations Les chocs les variations d’alimentation, les interférences RF, la corrosion, l'eau, le feu, les radiations…etc Architecture d’un système embarqué L’architecture d’un système embarqué est constituée de trois couches : Application OS Matériels C’est la même architecture en couche qu’un ordinateur. Chaque couche a la même fonctionnalité qu’un système normal. Mais, il ya des différences de sous composants de chaque couche. Les deux premières couches forment la partie « soft » et seront décrites ultérieurement dans ce cours. La troisième couche est la couche « hard », il s’agit d’un ensemble des éléments physiques cohabitant ensemble sur une faible surface et employés pour le traitement de données. Ces composants matériels sont limités et peuvent avoir des composants dédiés à des traitements spécifiques. Ce schéma donne un aperçu sur la topologie générale d‘un système embarqué : Figure1 : topologie d’un système embarqué
- 4. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 4 Equipements permanents : UC : unité centrale formé de : CPU : microprocesseur(s) ou des microcontrôleurs. RAM : mémoire centrale Equipements supplémentaires : Cette liste n’est pas exhaustive et dépend de l’application dédiée : La mémoire de Masse : Le disque dur Ex: microdrive à la taille environ 2,5-3,5 inches La mémoire flash Ex: FlashDisk, CompactDisk, DiskOnChip, SDCard, Memoirestick, clésUSB. L'utilisation de ROM Ex: Disque virtuel CD, DVD, disquette. Le disque à distance Ex: NFS, TFTP Entrées: Les capteurs/convertisseurs (pression, audio, température...) Le clavier, boutons poussoirs ou télécommandes (infrarouge, Bluetooth, radio...) Les lecteurs de tags ou de codes barres. Sorties: Les écrans et afficheurs LCD. Le Système d'alarme ou synthèse vocale. L’imprimante en tous genres comme papier, étiquettes, photos... IHM: C’est dispositif qui sert à communiquer entre l'humain et la machine. Un exemple réaliste de IHM est l’écran avec les dispositifs «TouchScreen» Les applications du système embarqué : Les systèmes embarqués sont utilisés dans notre vie quotidienne tous les jours. Ils peuvent être remarqués par toute utilisation d’une machine à base de microprocesseurs ou microcontrôleurs. Les domaines dans lesquels on trouve des systèmes embarqués sont de plus en plus nombreux : transport : Automobile, Aéronautique (avionique), etc. astronautique : fusée, satellite artificiel, sonde spatiale, etc. militaire : missile télécommunication : Set-top box, téléphonie, routeur, pare-feu, serveur de temps, téléphone portable, etc. électroménager : télévision, four à micro-ondes impression : imprimante multifonctions, photocopieur, etc. informatique : disque dur, Lecteur de disquette, etc. multimédia : console de jeux vidéo, assistant personnel guichet automatique bancaire (GAB) équipement médical
- 5. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 5 automate programmable industriel, contrôle-commande métrologie Dispositifs mobiles Un dispositif mobile est un appareil informatique portable, qui a souvent un écran et une interface d’entrée/sortie, avec des dispositifs d’interaction nécessaires ou accessoires Les dispositifs mobiles populaires peuvent être classés selon leurs caractéristiques comme ci- dessous: LapTop Sont des ordinateurs portables de petite taille comme, UMPC (Ultra Mobile Personal Computers (UMPC ®), laptop, netbook, etc. Ces dispositifs sont équipés de connexion réseau sans fil comme Wi-Fi, Bluetooth, 3G, etc. Leur puissance de processeur, la résolution d’écran, la mémoire du système sont suffisants pour utiliser la plupart des contenus multimédia. Le seul inconvénient est que leur mobilité est moins importante que celle d’un PDA et d’un téléphone mobile, mais en même temps, plus que l’ordinateur portable. Tablet PC Tablet PC est connu maintenant comme un ordinateur mobile en forme d'ardoise dépourvue de clavier et de souris, dont la principale interface est un écran tactile PDA (Personal Digital Assistant). Le PDA a une petite taille mais une puissance de processeur significative. Il peut reconnaître l’écriture manuscrite et peut réaliser beaucoup de tâches quotidiennes. Normalement, il a un écran plus grand qu’un smartphone. Téléphone portable. Les téléphones portables peuvent être utilisés pour la communication vocale et pour l’envoi de messages textuels (SMS). Leur puissance informatique et le débit de transfert sont faibles. Mais avec la commercialisation de la 3G, les téléphones mobiles ont la possibilité d’accéder à Internet via les technologies WAP, GPRS ou 3G, etc. Smartphone. Les smartphones combinent les capacités du PDA et des téléphones portables. Ils ont des techniques d’interactions les plus modernes comme l’écran tactile multipoint de type iPhone. La puissance de processeur et la mémoire sont aussi en croissance constante. Plusieurs types de systèmes d’exploitation sont utilisés comme Windows mobile, Windows CE, Symbian, Linux mobile, Palm, Android, etc. Autres dispositifs : D’autres dispositifs comme les baladeurs multimédia personnels (MP3, MP4,…) ou les consoles de jeux portables (Sony PSP, Nintendo DS) sont aussi considérés comme dispositifs mobiles, car ils ont une capacité de lecture de fichiers multimédia et une mémoire suffisante
- 6. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 6 Nécessité d’un système d’exploitation Les solutions embarquées utilisent des composants Soft conjointement avec le Hard. Par analogie aux ordinateurs et les mêmes raisons, Ces composants logiciels devront tournés sur un système d’exploitation. Certes, un système d’exploitation embarqué n’a pas toutes les fonctionnalités et caractéristiques qu’un système d’exploitation pour ordinateur. Définition d’un système d’exploitation mobile Un système d’exploitation mobile est un ensemble de programmes responsable de la gestion des opérations, du contrôle, de la coordination, de l’utilisation du matériel et du partage des ressources d’un dispositif entre divers programmes tournant sur ce dispositif. Un système d’exploitation mobile est une plateforme logicielle sur laquelle les autres programmes appelés « programmes d’applications » peuvent s’exécuter sur des appareils mobiles tels que les PDA (personnal digital assistant), les téléphones cellulaires, smartphones,…etc. Remarque : Les systèmes d’exploitation mobiles se diffèrent en fonction des fonctionnalités qu’ils soutiennent. Par exemple un OS pour PDA est différent d’un OS pour Smartphone. Caractéristiques d’un système d’exploitation mobile Un système d’exploitation mobile regroupe un ensemble des fonctionnalités ; dont : La gestion de la mémoire : La gestion des microprocesseurs et l’ordonnancement La gestion de système de fichiers La gestion des I/O La gestion de sécurité La gestion de fonctionnalités multimédia … Exemples des systèmes d’exploitations mobile Les principaux systèmes d’exploitations mobile sont : Android · Bada · BlackBerry OS · iOS · OpenMoko · Palm OS · HP webOS · Symbian OS · Windows CE · Windows Mobile · Windows Phone 7 Symbian OS Est un système d’exploitation le plus utilisé pour des smartphones et PDA, qui a été conçu par Symbian Ltd. Symbian OS fournit les fonctionnalités essentielles du système d’exploitation, notamment le coeur du système, ainsi que les API communes et une interface utilisateur de référence. Il a été adopté par différents fabricants de téléphones portables de 2G et 3G (Nokia, Sony Ericsson, Motorola, Samsung, etc.). Les principales interfaces utilisateur sont S60 série (pour clavier numérique), UIQ (pour écran tactile), S80 série (pour clavier alphanumérique), etc
- 7. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 7 Palm OS (aussi connu sous le nom de Garnet OS) est un système d'exploitation embarqué développé initialement par U.S. Robotics Corp., propriétaire de la société Palm Computing, Inc. à partir de 1995, pour des PDA (assistants personnels numériques) en 1996. L'interface utilisateur graphique de Palm OS est prévue pour être utilisée avec un écran tactile. Il est fourni avec une suite d'applications de base pour gestionnaire d'informations personnelles. Plus tard les versions de cet OS ont été améliorées pour fonctionner sur des Smartphones. Plusieurs autres sociétés ont reçu une licence pour construire des appareils électroniques fonctionnant avec Palm OS. ACCESS est le propriétaire de la version actuelle de la licence et l'a renommé en Garnet OS. En 2007, ACCESS a sorti le successeur de Garnet OS, appelé Access Linux Platform. En 2009, la principale société utilisant la licence de Palm OS, Palm, Inc., informa qu'elle passera de Palm OS à WebOS pour ses prochains appareils électroniques Android Est un système d'exploitation open source utilisant le noyau Linux, pour smartphones, PDA et terminaux mobiles conçu par Android, une startup rachetée par Google, et annoncé officiellement le 5 novembre 2007. D'autres types d'appareils possédant ce système d'exploitation existent, par exemple des téléviseurs et des tablettes. Android est un système d'exploitation fondé sur un noyau Linux, il comporte une interface spécifique, développée en Java, les programmes sont exécutés via un interpréteur JIT, toutefois il est possible de passer outre cette interface, en programmant ses applications en C, mais le travail de portabilité en sera plus important. Si la majorité des périphériques Android sont basés sur l'architecture ARM, l'hétérogénéité des versions et des coprocesseurs peut varier grandement d'un constructeur à l'autre. Android a été conçu pour intégrer au mieux des applications existantes de Google comme le service de courrier Gmail, celui de cartographie, Google Maps, ou encore Google Agenda, Google Talk, YouTube. Un accent particulier est mis sur la géolocalisation avec Google Latitude et la météo correspondant à la ville la plus proche disponible sur le menu principal (vu sur HTC Sense). Ios (iPhone OS) Anciennement appelé « iPhone OS » est un système d’exploitation conçu par Apple, qui est dérivé de Mac OS X. Il fonctionne sur iPhone et iPod Touch et a pris une part significative du marché. Windows mobile , Windows CE et Windows Phone 7 Sont développés par Microsoft pour les smartphones et Pocket PC. Il propose des applications basiques comme email, Internet, chat et multimédia, etc., les applications tierces développées avec .NET Compact Framework sont également supportées. Le 15 février 2010 Microsoft a lancé un nouveau système d'exploitation pour mobile, Windows Phone 7. Il intègre des fonctionnalités média sociaux tel Facebook et Twitter. Comme Windows Phone 7 est une nouvelle plate-forme, il n'existe aucune compatibilité avec les applications Windows Mobile. BlackBerry OS Est un système d’exploitation qui fonctionne sur le smartphone BlackBerry. Il permet aux développeurs de mettre en place des applications en utilisant les APIs BlackBerry, mais toute application doit être signée numériquement par le compte RIM du développeur. Bada Est le système d'exploitation pour smartphone haut de gamme et milieu de gamme de Samsung basé sur le système d'exploitation propriétaire SHP OS. Le système d'exploitation est, au 27 août 2011, le 3e en part de marché en France et a vendu plus d'un million de smartphones.
- 8. Généralités et contexte des systèmes d’exploitation mobile 2012 SEM-les systèmes d’exploitation Mobile Page 8 Tous les téléphones sous Bada ont un nom commençant par Samsung Wave.