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Le logiciel d'exploitation (le système d'exploitation) et le logiciel système fonctionnent ensemble dans une relation hiérarchique pour gérer et contrôler le matériel informatique et fournir une plate-forme pour les logiciels d'application. Ils ne fonctionnent pas de manière isolée; ils forment plutôt une architecture en couches où chaque couche dépend de celles qui se trouvent en dessous. Voici une répartition :
1. Matériel système : C'est la base :le processeur, la mémoire, les périphériques de stockage, les périphériques d'entrée/sortie (clavier, souris, écran, etc.).
2. Micrologiciel : Il s'agit d'un logiciel de bas niveau intégré directement dans le matériel (comme le BIOS/UEFI d'un ordinateur). Il initialise le matériel et permet au système d'exploitation de se charger. C'est le pont entre le matériel et le système d'exploitation.
3. Système d'exploitation (OS) : Le système d'exploitation est le logiciel système de base. Il joue le rôle d'intermédiaire entre le matériel et les logiciels d'application. Les fonctions clés incluent :
* Abstraction matérielle : Le système d'exploitation cache les complexités du matériel aux logiciels d'application. Les applications n'ont pas besoin de connaître les spécificités du contrôleur de disque dur; ils demandent simplement des données et le système d'exploitation gère l'interaction avec le matériel.
* Gestion des ressources : Le système d'exploitation gère le temps CPU, la mémoire, l'espace de stockage et les périphériques. Il alloue efficacement ces ressources à différents processus et applications. Cela inclut les processus de planification, la gestion de l'allocation de mémoire (mémoire virtuelle) et la gestion des systèmes de fichiers.
* Gestion des processus : Le système d'exploitation crée, gère et termine les processus (programmes en cours d'exécution). Il garantit que les processus s'exécutent simultanément sans interférer les uns avec les autres.
* Gestion du système de fichiers : Le système d'exploitation organise les fichiers et les répertoires sur les périphériques de stockage, offrant ainsi un moyen structuré de stocker et de récupérer des informations.
* Sécurité : Le système d'exploitation fournit des fonctionnalités de sécurité pour protéger le système contre les accès non autorisés et les logiciels malveillants. Cela inclut l'authentification des utilisateurs, le contrôle d'accès et les mises à jour de sécurité.
* Gestion des entrées/sorties (E/S) : Le système d'exploitation gère la communication entre l'ordinateur et les périphériques externes.
4. Logiciel système (au-delà du système d'exploitation) : Cette couche comprend des programmes qui prennent en charge et améliorent le système d'exploitation. Les exemples incluent :
* Pilotes de périphérique : Ce sont de petits programmes qui permettent au système d'exploitation de communiquer avec des périphériques matériels spécifiques (imprimantes, cartes son, etc.). Ils sont cruciaux pour que le système d’exploitation interagisse efficacement avec le matériel.
* Utilitaires : Il s'agit de programmes qui effectuent diverses tâches de maintenance du système, telles que le nettoyage du disque, la défragmentation, la sauvegarde et la surveillance du système.
* Bibliothèques système : Collections de code pré-écrit qui fournissent des fonctions communes aux logiciels d'application, réduisant ainsi le temps et les efforts de développement. Ceux-ci fournissent souvent des fonctions d’entrée/sortie, des routines de gestion de mémoire, etc.
* Compilateurs/interprètes de langage de programmation : Ceux-ci traduisent le code lisible par l'homme en code machine que le processeur peut exécuter.
Comment ils travaillent ensemble :
Imaginez que vous commandez de la nourriture dans un restaurant. Le matériel est la cuisine et les ingrédients, le firmware est la configuration de base de la cuisine (fours, cuisinières), le système d'exploitation est le serveur qui prend votre commande, gère le personnel de cuisine (processus) et vous apporte votre nourriture (résultats des applications), et le logiciel système est les recettes (bibliothèques) et les ustensiles de cuisine (utilitaires et pilotes) qui aident à préparer la nourriture. Le logiciel d'application est votre demande de repas.
Le système d'exploitation s'appuie sur le micrologiciel pour initialiser le matériel. Ensuite, le système d'exploitation utilise des logiciels système (pilotes, bibliothèques, utilitaires) pour gérer et contrôler le matériel, créant ainsi un environnement dans lequel les logiciels d'application peuvent s'exécuter sans interagir directement avec les complexités du matériel. Le logiciel d'application demande des ressources et des services au système d'exploitation, qui à son tour interagit avec le logiciel et le matériel système sous-jacents pour répondre à ces demandes. L'ensemble de la structure travaille en collaboration pour offrir une expérience informatique fonctionnelle et efficace.
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