SdE - Introduction
- 2. L’equipe • Cours: – Alexandru Radovici (ACS) • TP: – Iuliana Marin (FILS) • Devoir: – Răzvan Șerban (ACS) – Ioana Culic (ACS) • Ressources – Răzvan Deaconescu, Mihai Carabaș et l’équipe USO et SO de ACS 2
- 3. Les courses de systèmes FI SdE SO2 (a ACS) Espace noyau Espace utilisateur API de SE Utilisation de SE 3
- 4. Bibliographie Andrew Tanenbaum, Modern Operating Systems, 2nd Edition A. Silberschatz, P. Baer Galvin, G. Gagne, Operating Systems Concepts, 9th Edition Michael Kerrisk, The Linux Programming Interface, Steve Summit, C Programming Notes, http://c- faq.com/~scs/cclass/notes/ 4
- 5. Ressources pour le cours SdE • Site web: http://ocw.cs.pub.ro/courses/sde/ • GitHub issues: https://github.com/upb- fils/sde/issues • Diapositives de cours • Catalogue et calendrier Google • Les machines virtuelles • vmchecker • La documentation 5
- 6. Contenu Cours • 14 cours • diapositives • bibliographie – Très important de lire TP • 12 TP • Linux • Programmation en C • C’est important de collabores avec votre collègues 6 C Standard 99 Linux
- 7. Devoirs Contenu • Linux • Allocation de mémoire • Mini-shell • Fils d’exécutions • Système de fichiers Développent • Linux ou Windows Subsystem for Linux • 8-20 heures pur une devoir – Test des devoirs avec vmchecker • Questions sur Github Issues Les devoirs sont individuelles 7
- 8. Examen • Semestre – 5 devoirs (8p) – activité de TP (2p) • Session d’examen – épreuve écrite (5p) • Note – > 5 passer 8
- 9. Hall of Fame Student Student Student Student Student Student Student Student Student Student Student Student 9
- 10. Informatique 10
- 11. Informatique • Matériel – FI, AO, SM – Systèmes embarques, Robotique • Systèmes d’exploitation (ABI) – FI, SdE, RIL • Compilateurs (toolchain) – ALF • Applications – LP, POO, SDA, IWP, MN, SGI, IHO, Infographie, MTDL, DAPM, GL, ATI • Systèmes distribues – Web Sémantique 11
- 12. Connexions avec autres courses Connaissances requises • FI • AO • LP • SDA Connaissances utiles pour • ALF • RIL • Infographie • SGI • Systèmes embarques • Robotique • DAPM 12
- 13. Outils logiciels recommandés 13 Visual Studio Code VirtualBox Ubuntu LinuxWindows 10 Windows Subsystem for Linux
- 14. Andrew S. Tanenbaum • Américain • Physicien • Livre de SdE • Minix OS – Mini-OS – Intel Management Engine 14
- 15. Contenu • Informatique • Quelques mots sur SdE • Introduction en Systèmes d'exploitation • Sujets 15
- 16. Bibliographie pour aujourd'hui • Modern Operating Systems – Chapitre 1 • Operating Systems Concepts – Chapitre 1 16
- 17. Exemples de SEusagegénéral Windows Mac OS Linux FreeBSD, OpenBSD Orbis OS Dédiés IOS (Cisco) JUNOS (Juniper) FortiOS (Fortinet) Mobile iOS Android 17
- 18. Windows • Microsoft • le plus utilisé pour les systèmes de bureau • La version plus récente: Windows 10 (pour PC, tablettes et mobiles) • Windows Server 2012 R2 (pour serveurs) 18
- 19. macOS • Apple • Seulement pour les systèmes Mac (Mac Pro, Mac Mini, MacBook) • Approximative 9-10% pour Desktop • La version plus récente: macOS 10.14 “Mojave” 19
- 20. Linux • Linus Torvalds et Greg Kroah-Hartman (personnes principales) • open source • distributions de Linux • approximative 1-2% pour Desktop • Utilisé pour les serveurs • Utilisé pour dispositifs intégrée et mobiles (Android et autres) 20
- 21. Autres SE 21
- 22. Processus de démarrage Machine Boot •x86: BIOS / UEFI •ARM: Addressee de start Bootloader •x86: Lilo, GRUB2, Syslinux, NLDR, Windows Boot Manager •ARM: U-Boot, Barebox System d'exploitation •Windows •Linux Interface Utilisateur (UI/GUI) •Windows: Windows Explorer - explorer.exe •Linux: XFCE, GNOME, KDE, ... 22
- 23. Qu'est-ce qu’un SE? OSCE, fig. 1.1, pg. 4 23
- 24. Qu'est-ce qu’un SE? • un programme • vue de haut en bas: extension de la machine physique • vue de bas en haut: gestionnaire des ressources physiques • écrit en C • transparent pour l'utilisateur (il marche) 24
- 25. La structure de SE • Noyau (kernel) – gérer les ressources physiques – fournit une interface standard pour les applications • Programmes de base – fournit une interaction utilisateur avec le noyau et le matériel – exemples: creation de fichiers, access des donnes sur la resaeu 25
- 26. Système d'ordinateur • Système physique (matériel) + système d’exploitation et applications • Les programmes pour écrier et compiler des programmes (toolchain) • Interconnexion avec autres systèmes • Ordinateurs personales, serveurs et systèmes embarques IoT (Internet of Things) 26
- 27. MATERIEL 27
- 28. Materiel • Processeur (CPU) – exécute le code (instructions) • Mémoire du travail (RAM) – mémorise les données et le code pour les programmes • Bus des données – fait la connexion entre le CPU, le RAM et les périphériques E/S • Périphériques (entrée/sorties - E/S, input/output - I/O) – communication avec l’extérieur: utilisateur, autres systèmes, etc. • Espace de stockage (disque, flash, ROM, NVRAM) – programmes (à partir de laquelle les processus seront faits) – données pour les processus – information pour les utilisateurs (fichiers) 28
- 29. Processeur et mémoire OSCE, fig. 1.7, pg. 16 29
- 31. Example 31
- 32. Memorie OSCE, fig. 1.11, pg. 28 32
- 34. Shell • Interface entre l’utlisateur et le systeme d’exploitation • CLI ou GUI • PowerShell / Bash vs. Windows Explorer / GNOME / KDE • un processus qui permet de démarrer d'autres processus – “shell spawns a process” 34
- 35. Les processus • sont créés à partir d'un programme exécutable • un programme en cours d'exécution – l'idee de runtime • données et code en mémoire, execute par le CPU • a des ressources associées: espace d'adressage mémoire, fichiers ouverts, sockets • SE offre protection et communication entre les processus • certains systèmes offrent des hiérarchies de processus 35
- 36. La mémoire d’un processus https://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_address_space 36
- 37. Memorie virtuelle • un processus voir un espace mémoire virtuel (l'espace mémoire n'existe pas réellement) – Le processus pense que toute la mémoire lui appartient • La mémoire matérielle est différente de la mémoire de processus • Les processus utilisent des adresses de mémoire virtuelle • La mémoire matérielle utilise des adresses de mémoire physique • Le SE associe la mémoire physique à la mémoire virtuelle 37
- 38. Fils d’execution • un processus peut avoir plusieurs des fils d’exécution • les fils d’exécution partagent l'espace d'adressage de la mémoire virtuelle • autoriser un processus à effectuer plusieurs tâches avec les mêmes données • permet l'utilisation de matériel multiprocesseur 38
- 39. Accès simultané et synchronisation • les threads et les processus peuvent entrer en concurrence pour accéder aux mêmes ressources (données dans la mémoire) • les accès simultanés peuvent entraîner une corruption des données ou des blocages • la synchronisation permet un accès réglementé et conséquent aux ressources 39
- 40. Modes d'exécution • Le processeur a deux modes d'exécution • Mode superviseur – Actions privilégiées – C'est le mode utilisé par le SE pour s'exécuter • Mode utilisateur – L'accès direct au matériel n'est pas autorisé – L'espace adresse mémoire ne peut pas être modifié – C'est le mode utilisé pour les applications • Le noyau este le intermédiaire pour: – l'accès des processus au matériel – l'accès des processus aux ressources • Appel système – la transition du mode utilisateur au mode noyau 40
- 41. Appel système OSCE, fig. 1.10, pg. 22 41
- 42. Appels système OSCE, fig. 2.6, pg. 56 42
- 43. Fichiers • Unité de stockage (du point de vue du programme) • Ouvert et utilisé par les processus • Fichier sur le disque (statique) et fichier ouvert (dynamique, dans un processus) – Fichier sur le disque: nom, dimension, droits, horodatage • Fichier ouvert: poignée de fichier, curseur de fichier, droits d’ouverture, accès au fichier 43
- 45. La pile de systèmes informatiques Noyau (kernel) Programmes de base, bibliothèques de bas niveau Les bibliothèques Applications Mode superviseur Mode utilisateur 45
- 46. Noyau (kernel) • Est le Systeme d’Exploitation – Windows (WindowsNT) ntoskrnl.exe – GNU/Linux et Android Linux Kernel – Mac OS X et iOS: XNU • chargé au démarrage, il lance le premier(s) programme • fournit des appels système • gère les ressources matérielles • sécurise l'intégrité du système 46
- 47. La structure de SE (monolithique) OSCE, fig. 2.13, pg. 69 47
- 48. SE monolithique vs. SE micronoyau https://en.wikipedia.org/wiki/Microkernel 48
- 49. SE monolithique vs. SE micronoyau Monolitique • Efficient • Communication par appel de fonction entre les components • Moins flexible • Grand TCB (Trusted Computing Base) - design moins sécurisé Micronoyau • est plus lent (communication entre services) • plus modulaire • Réduite TCB (design plus sécurise) 49
- 50. Machines virtuelles OSCE, fig. 2.17, pg. 74 50
- 51. Windows 51
- 52. Linux 52
- 53. Minix 3 53
- 54. Ressources pour le cours SdE • Site web: http://ocw.cs.pub.ro/courses/sde/ • GitHub issues: https://github.com/upb- fils/sde/issues • Diapositives de cours • Catalogue et calendrier Google • Les machines virtuelles • vmchecker • La documentation 54
- 55. Mot clés • SE • Noyau (kernel) • Mode superviseur • Mode utilisateur • CPU • Mémoire • Bus de données • Processus • Mémoire virtuelle • Espace utilisateur • Espace noyau • Appel de système • Noyau monolithique • Micronoyau • Programmes de base • Interface Utilisateur 55
- 56. Questions 56