Architectures matérielles et systèmes d'exploitation

Les notions à connaître

Architecture de von Neumann

Modèle fondamental (1945) où programmes et données partagent la même mémoire. Composants : UC (UAL + registres + unité de commande), mémoire centrale (RAM), bus (données, adresses, contrôle), entré$es/sorties. C'$est ce qui rend un ordinateur polyvalent.

Processeur (CPU)

Exécute les instructions machine selon le cycle fetch-decode-execute. Composé de l'UAL (calculs arithmétiques et logiques), de registres (mémoire ultra-rapide : accumulateur, compteur ordinal, registre d'instruction), et de l'unité de commande (séquenceur).

Bus

Lignes de communication reliant les composants. Bus d'adresses (indique OÙ lire/écrire), bus de données (transporte les données), bus de contrôle (signaux lecture/écriture). La largeur du bus d'adresses détermine la taille mémoire adressable ($2^n$ adresses).

Mémoire RAM / ROM

RAM : mémoire vive, volatile (perdue à l'extinction), rapide, lecture/écriture. ROM : mémoire morte, non volatile, lecture seule (contient le $BIOS/firmware).$ Hiérarchie : registres > cache > RAM > SSD > HDD.

Système d'exploitation (OS)

Logiciel qui gère le matériel et fournit une interface aux programmes. Rôles : gestion des processus (ordonnancement), de la mémoire (allocation), des fichiers (arborescence), des périphériques (pilotes), et de la sécurité (droits d'accès).

Processus

Programme en cours d'exécution avec son propre espace mémoire, son PID et son état (prêt/é$lu/bloqu$é). L'OS peut exécuter plusieurs processus en apparence simultanée grâce à l'ordonnancement.

Système de fichiers

Organisation hiérarchique des fichiers en arborescence. Racine / sous Linux. Chemin absolu $: /home/user/$fichier. Chemin relatif : ../fichier (par rapport au répertoire courant).

Permissions (droits d'accès)

3 types : r (lecture), w (écriture), x (exécution). 3 catégories : propriétaire, groupe, autres. Notation octale : 7=rwx, 6=rw-, 5=r-x, 4=r--, 0=---. Ex : chmod 755 = rwxr-xr-x.

Les erreurs à éviter en nsi

• ✗ Confondre mémoire vive (RAM) et stockage (disque $dur/SSD)$

  ✓ La RAM est volatile (perdue à l'extinction), très rapide. Le disque est persistant, plus lent. La RAM sert à l'exécution, le disque au stockage long terme.

• ✗ Croire que le processeur exécute plusieurs instructions en même temps (sur un cœur)

  ✓ Un cœur exécute une instruction à la fois. Le parallélisme apparent vient de l'ordonnancement rapide entre processus (commutation de contexte).

• ✗ Oublier que les chemins Linux utilisent / (et non \\ comme Windows)

  ✓ Sous $Linux/Mac : /home/user/$fichier. Le séparateur est toujours le slash /. La racine est /.

• ✗ Confondre chemin absolu et chemin relatif

  ✓ Absolu : commence par / (depuis la racine). Relatif : depuis le répertoire courant. ../fichier = un niveau au-dessus.

• ✗ Oublier que chmod utilise l'octal (pas le décimal)

  ✓ chmod 755 : 7=4+2+1=rwx, 5=4+0+1=r-x. Les chiffres vont de 0 (aucun droit) à 7 (tous les droits).

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Dans le modèle de Von Neumann, où sont stockés les programmes en cours d'exécution ?
2. Quel composant d'un ordinateur exécute les instructions d'un programme ?
3. Quel est le rôle principal d'un système d'exploitation ?
4. Quelle commande Linux affiche le contenu d'un répertoire ?
5. Quel protocole permet de traduire un nom de domaine (ex : google.com) en adresse IP ?