Systèmes d’exploitation

#Systèmes d’exploitationCopier le lien

#Services offertsCopier le lien

Le noyau maintient une couche de fichiers virtuelle (VFS) qui uniformise les systèmes de fichiers et expose des opérations simples (open, read, write). Il fournit des API réseau via les sockets, crée et planifie les processus ou threads, et expose des horloges/timers pour cadencer les tâches. La mémoire virtuelle repose sur la MMU : pages, tables multi-niveaux et mmap pour partager des segments ou mapper un fichier. Côté sécurité, le noyau gère permissions, utilisateurs/groupes, mécanismes d’isolation (cgroups, namespaces) et, selon les distributions, des politiques renforcées (SELinux, AppArmor).

#Boot & userlandCopier le lien

Au démarrage, le bootloader charge le noyau en mémoire puis lui passe la main. Le noyau initialise les pilotes essentiels, monte le système de fichiers racine et lance init (ou systemd). Ce dernier démarre les services, monte les volumes restants et, en bout de chaîne, offre un shell ou un environnement graphique à l’utilisateur.

#Appels système (exemples)Copier le lien

Le noyau expose un catalogue d’appels système: open/read/write/close pour manipuler des fichiers, fork/exec/wait pour créer des processus, socket/connect/accept pour établir des connexions réseau, ou encore clone, sendfile, mmap, ioctl pour des scénarios spécifiques.

Exemple minimaliste (C) lecture d’un fichier:

1#include <fcntl.h>2#include <unistd.h>3#include <stdio.h>4 5int main() {6  int fd = open("/etc/hostname", O_RDONLY); // syscall via libc7  if (fd < 0) return 1;8  char buf[128];9  ssize_t n = read(fd, buf, sizeof(buf)-1);10  if (n > 0) { buf[n] = '\0'; printf("%s\n", buf); }11  close(fd);12}

#Parcours interactif d’un syscallCopier le lien

#Planification (ordonnancement)Copier le lien

Les politiques courantes incluent Round-Robin, les priorités statiques ou dynamiques, et les files multi-niveaux à rétroaction (MLFQ). Un ordonnanceur préemptif interrompt un processus à l’expiration de son quantum pour donner la main à un autre, ce qui réduit la latence mais nécessite de surveiller la famine (starvation) via des mécanismes de vieillissement. Les métriques suivies sont la latence de réponse, le débit global, l’équité et, pour certaines charges, les garanties temps réel (classes SCHED_FIFO, SCHED_RR).

#Mémoire virtuelleCopier le lien

Les espaces d’adressage sont découpés en pages (souvent 4 KiB) référencées par des tables multi-niveaux. La TLB accélère les traductions, et une faute de page déclenche le chargement ou l’allocation du bloc manquant. Les processus peuvent obtenir de la mémoire via brk/sbrk ou mmap; le noyau sur-alloue et ne réserve réellement qu’au premier accès (copy-on-write après fork). La protection repose sur des bits d’exécution (NX/DEP), l’aléa ASLR et la distinction entre segments privés ou partagés, anonymes ou mappés sur fichier.

#Systèmes de fichiersCopier le lien

Les systèmes de fichiers stockent des inodes (métadonnées) et des répertoires, gèrent liens durs et symboliques et choisissent un mode de protection: journalisation (ext4, XFS) ou copy-on-write (btrfs, ZFS). Le cache page/buffer évite de toucher le disque pour chaque écriture; fsync ou les barrières de mémoire forcent la persistance. Les permissions POSIX et les ACLs raffinent le contrôle d’accès, tandis que les namespaces permettent de monter des environnements isolés (mount, pid, net).

#QuizCopier le lien