Noyau du systeme.pps

Noyau de système d'exploitation Formateur : BENHAMMOU Yassine Institut Libre des Etudes Informatiques et Commerciales

Plan I. II. III. IV.

Introduction Rôle des noyaux Fonctions d’un noyau Différents types de noyaux

Noyau de système d'exploitation I-Introduction : Un noyau de système d’exploitation (kernel en anglais), est la partie fondamentale de certains systèmes d’exploitation. Il gère les ressources de l’ordinateur et permet aux différents composants matériels et logiciels de communiquer entre eux.

Noyau de système d'exploitation I-Introduction : La majorité des systèmes d’exploitation est construite autour de la notion de noyau. L’existence d’un noyau, c’està-dire d’un programme unique responsable de la communication entre le matériel et le logiciel,

Noyau de système d'exploitation II-Rôle : En informatique, le noyau d’un système d’exploitation est le logiciel qui assure :  la

communication entre les logiciels et le

matériel ;  la

gestion des divers logiciels d’une

machine (lancement des programmes, ordonnancement,…) ;

Noyau de système d'exploitation III-Fonctions d’un noyau Les noyaux ont comme fonctions de base d’assurer le chargement et l’exécution des processus, de gérer les entrées/sorties et proposer une interface entre l’espace noyau et les programmes de l’espace utilisateur.

Noyau de système d'exploitation III-Fonctions d’un noyau À de rares exceptions, les noyaux ne sont pas limités à leurs fonctionnalités de base. On trouve généralement dans les noyaux les fonctions :  suivantes Un ordonnanceur  Un gestionnaire de mémoire  Un gestionnaire de matériels  Et les Appels Système

Noyau de système d'exploitation  Ordonnanceur : **Définition** L’ordonnanceur d’un système d’exploitation n’a de sens qu’en système multitâche. Il gère l’ordre dans lequel les instructions de différentes tâches sont exécutées et est responsable de la sauvegarde et de la restauration du contexte des tâches, appelée également commutation de

commutation de contexte Une commutation de contexte (context switch) en informatique consiste à sauvegarder l'état d'un processus ou d'un processus léger et à restaurer l'état d'un autre processus (léger) de façon à ce que des processus multiples puissent partager les ressources d'un seul processeur dans le cadre d'un système d'exploitation

Noyau de système d'exploitation  Ordonnanceur : **Structure**

Noyau de système d'exploitation  Ordonnanceur : **Algorithme** -L’algorithme d’ordonnancement détermine quelle tâche doit s’exécuter en priorité et sur quel processeur. Cet algorithme doit permettre d’utiliser efficacement les ressources de la machine. -Il existe  deus Un types d’algorithme ordonnanceur : « coopératif »  Un ordonnanceur

Noyau de système d'exploitation  Ordonnanceur : **Algorithme**  Ordonnanceur « coopératif » :

les tâches doivent être écrites de manière à coopérer les unes avec les autres et ainsi accepter leur suspension pour l’exécution d’une autre tâche.

Noyau de système d'exploitation  Ordonnanceur : **Algorithme**  Ordonnanceur « préemptif » :

l’ordonnanceur a la responsabilité de l’interruption des tâches et du choix de la prochaine à exécuter. Certains noyaux sont eux-mêmes préemptifs : l’ordonnanceur peut interrompre le noyau lui-même pour faire place à une activité de priorité

Noyau de système d'exploitation  Gestionnaire de mémoire : Le gestionnaire de mémoire est le sous-ensemble du système d’exploitation qui permet de gérer la mémoire de l’ordinateur. Sa tâche la plus basique est d’allouer de la mémoire à des processus lorsqu’ils en ont besoin. Cette mémoire allouée est par défaut propre au processus qui en fait la

Noyau de système d'exploitation  Gestionnaire de mémoire :

mémoire virtuelle En informatique, le mécanisme de mémoire virtuelle a été mis au point dans les années 1960. Il est basé sur l'utilisation d'une mémoire de masse (disque dur…), pour le but, entre autres, de permettre à des programmes de pouvoir s'exécuter dans un environnement matériel possédant moins de mémoire centrale que nécessaire (ou, vu autrement, de faire tourner plus de

mémoire virtuelle La mémoire virtuelle permet :  D'augmenter le taux de multiprogrammation  De Mettre en place des mécanismes de protection de la mémoire  De Partager la mémoire entre processus

mémoire cache  Une

mémoire cache ou antémémoire est, en informatique, une mémoire relativement petite et rapide qui stocke les informations les plus utilisées d'une autre mémoire plus grande et plus lente. Elle sert à accélérer les traitements, afin de retrouver des données plus rapidement.

 La

mémoire cache est notamment

Noyau de système d'exploitation  Gestionnaire de mémoire :

Noyau de système d'exploitation  Appels système En informatique, un appel système (en anglais, system call, abrégé en syscall) est une fonction fournie par le noyau d'un système d'exploitation et utilisée par les programmes s'exécutant dans l'espace utilisateur (en d'autres termes, tous les processus distincts du noyau). Ce système

Noyau de système d'exploitation  Appels système Les appels système sont des fonctions :  Appelées depuis un programme de l’espace utilisateur ;

 Dont l’exécution (le traitement) est effectué dans l’espace noyau ;  Dont le retour est effectué dans le programme appelant dans l’espace

Noyau de système d'exploitation  Gestion du matériel La gestion du matériel se fait par l’intermédiaire de pilotes de périphériques. Les pilotes sont des petits logiciels légers dédiés à un matériel donné qui permettent de faire communiquer ce matériel.

Noyau de système d'exploitation IV-Différents types de noyaux 

Noyaux monolithiques non

modulaires 

Noyaux monolithiques

modulaires

Noyau de système d'exploitation Noyaux monolithiques systèmes d’exploitation, comme d’anciennes versions de Linux ont un noyau monolithique. C’est-à-dire que l’ensemble des fonctions du système et des pilotes sont regroupés dans un seul bloc de code et un seul bloc binaire généré à la compilation.

 Certains

Noyau de système d'exploitation Noyaux monolithiques

Noyau de système d'exploitation Noyaux monolithiques modulaires Dans ce type de noyaux, les parties principales du système sont regroupées dans un bloc de code unique (monolithique). Les autres fonctions, les blocs de fonctions auxiliaires sont regroupés en différents modules qui peuvent être séparés tant du point de vue du code que du point de vue binaire.

Noyau de système d'exploitation Noyaux monolithiques modulaires

Noyau de système d'exploitation Noyaux monolithiques modulaires

Par exemple sous Linux, certaines parties peuvent être non-compilées ou compilées en tant que modules chargeables ou directement dans le noyau, ainsi les systèmes de fichiers peuvent être chargés de manière indépendante.

Noyau de système d'exploitation Noyaux monolithiques modulaires

Noyau de système d'exploitation Systèmes à micro-noyaux Les systèmes à micro-noyaux cherchent à minimiser les fonctionnalités dépendantes du noyau en plaçant la plus grande partie des services du système d’exploitation à l’extérieur de ce noyau, c’est-à-dire dans l’espace utilisateur. Ces fonctionnalités sont alors fournies par de petits serveurs

Noyau de système d'exploitation Systèmes à micro-noyaux

Noyau de système d'exploitation Systèmes à micro-noyaux Un petit nombre de fonctions fondamentales sont conservées dans un noyau minimaliste appelé « micro-noyau ». L’ensemble des fonctionnalités habituellement proposées par les noyaux monolithiques est alors assuré par les services déplacés en espace utilisateur et par ce micro-noyau.

Noyau de système d'exploitation Systèmes à micro-noyaux

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