Introduction l'informatique L1 Systme

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Introduction à l'informatiqueL1Système
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Plan

• Notion de programmes, processus, systèmes
  d'exploitation
• Interfaces utilisateurs
• Fichiers
• Processus

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Programme

• Un programme est une séquence d'instructions
  pouvant être effectuée par un ordinateur.
• Exemple
• Demande un entier x à l'utilisateur
• Demande un entier y à l'utilisateur
• Calcule xy et le met dans la variable z
• Affiche z

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Logiciel

• Un logiciel est un ensemble de programmes dédié à
  une tâche spécifique
• Exemple un logiciel de comptabilité.

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Processus

• Un processus est une instance d'un programme en
  train de s'exécuter.

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Schéma classique d'un ordinateur
disque dur
carte réseau
souris
processeur/mémoire
mémoire
clavier
écran
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Schéma de fonctionnement d'un ordinateur

• Un ordinateur est constitué de
• Un (ou plusieurs) processeur, unité de calcul,
  chargé d'exécuter toute instruction demandée par
  un processus.
• La mémoire, chargée de mémoriser les données et
  la suite des instructions à effectuer de chacun
  des processus.
• Des périphériques
• d'entrée clavier, souris, ...
• de sortie écran (relié par une carte vidéo),
  haut-parleur (relié par une carte son), ...
• d'entrée-sortie disque dur, carte réseau,...
• Chaque événement lié à un périphérique doit en
  principe être communiqué à un des processus

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Systèmes d'exploitation

• Le système d'exploitation fait l'interface entre
  les différents composants (périphériques,
  mémoire) et les processus
• Exemple Quand on appuie sur une touche du
  clavier c'est le système d'exploitation qui
  reçoit cet événement et le renvoie au bon
  processus.

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Différents systèmes d'exploitation
DOS
Windows 95
MAC OS  Classic 
Windows NT
SunOS
Windows 98
LINUX
Windows Me
Windows 2000
MAC OS X
Windows XP
Windows Vista
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Classification suivant la gestion des processus

• Monotâche le système ne gère qu'un seul
  processus à la fois
• Multitâche coopératif il peut y avoir plusieurs
  processus, mais le passage d'un processus à un
  autre est laissé à l'utilisateur
• Multitâche préemptif les processus s'exécutent
   simultanément 

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MONOTÂCHE
DOS
MULTITÂCHE COOPÉRATIF
Windows 95
MAC OS  Classic 
Windows NT
SunOS
Windows 98
LINUX
Windows Me
Windows 2000
MAC OS X
Windows XP
Windows Vista
MULTITÂCHE PRÉEMPTIF
Les systèmes modernes sont tous multitâches
préemptifs
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Classification suivant le nombre d'utilisateur

• Mono-utilisateur un seul utilisateur peut
  utiliser le système à un instant donné
• Multi-utilisateur plusieurs utilisateurs
  peuvent utiliser le système simultanément, ?
  normalement chaque utilisateur n'a accès qu'à ses
  processus, sauf le  super-utilisateur Conséque
  nce pratique en système multi-utilisateur on
  doit s'identifier (se  loguer ) avant d'entrer
  dans le système, cette identification se fait en
  général avec un mot de passe.

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DOS
MONO-UTILISATEUR
MAC OS  Classic 
Windows 95
Windows NT
SunOS
Windows 98
LINUX
Windows Me
Windows 2000
MAC OS X
Windows XP
Windows Vista
MULTI-UTILISATEUR
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Autres différences entre les systèmes.

• système portable (linux, netbsd) tournant sur
  plusieurs type d'ordinateurs vs système non
  portable lié à une certaine architecture
  (windows95, MacOS)
• système libre (linux,netbsd, freebsd) vs système
  commercial (windows, SunOS, MacOS)
• Unix (linux, SunOS, MacOSX) vs Non Unix.....

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Interfaces utilisateurs

• L'interface utilisateur régit la communication
  entre l'utilisateur et l'ordinateur.
• On va distinguer deux types d'interfaces
• La ligne de commande
• L'environnement fenêtré

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ligne de commande (1)

• L'écran ne contient que du texte
• L'utilisateur tape du texte en tapant sur un
  clavier
• L'utilisateur peut taper des commandes qui
  lancent des processus.Ces processus affichent
  du texte et peuvent aussi demander à
  l'utilisateur de rentrer du texte.

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Ligne de commande (2)

• Exemple d'interface en ligne de commande
• (shell sous linux)

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Environnement fenêtré

• L'utilisateur utilise le clavier et une souris
  pour rentrer ses données
• L'affichage sur l'écran se fait en mode
  graphique. Plusieurs fenêtres se partagent
  l'écran et peuvent être déplacées avec la souris.
  Les fenêtres peuvent être liées à des processus
  différents.

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Environnement fenêtré (2)
4 fenêtres
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Windows 98
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Windows Vista
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Linux / KDE
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Linux / gnome
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Mac OS X
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ligne de commande dans un environnement fenêtré

• La ligne de commande peut encore être utilisée en
  mode fenêtré

Sous Unix xterm, konsole,.... Sous Windows
Invite de commande
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Fichiers....

• Rappels
• La mémoire (RAM) permet de sauvegarder des
  données tant que l'ordinateur reste allumé ?
  donnée NON persistante
• Le disque dur garde les données même après une
  éventuelle extinction, de plus il a plus de
  capacité que la mémoire (de l'ordre de 100Go au
  lieu de 1Go).? nécessité d'organiser au mieux
  ces données

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Fichier

• Les données sur les mémoires de masses sont
  généralement organisées en fichiers.
• Un fichier est une séquence d'octets mémorisée
  dans un support auquel sont associés des
  attributs comme le nom, la date de dernière
  modification,...

QLKJSQJKLQJKLQSJQKSJSQKSJQKSQLJSQLKJSQKLJSQKLJSQKL
SQJQKSJSQKJSQKJSQqsdlsqdjjdsqkdsqjkqskjd0292383298
?DNSHBSDJKDSHSDJKSZHEZQZAE221O132I12301230123U1230
13200312913093203901291320913209310932103219EZIOZI
OZUEIEZUIEZUEIZEUIZZUEIEZUEZIUEZ
nom MONFICHIER dernière modif hier
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Organisation des fichiers

• L'organisation des fichiers sur un support
  physique est appelé système de fichiers.
• Les premiers systèmes de fichiers consistaient
  en un simple ensemble de fichiers.
• Dans tous les systèmes de fichiers actuels, les
  fichiers sont regroupés en répertoires, et comme
  un répertoire peut contenir d'autre répertoires ?
  structure arborescente.

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arborescence des fichiers
chemin absolu de fic7 /rep1/rep2/rep4/fic7 \rep1\
rep2\rep4\fic7 chemin relatif de fic7 dans
/rep1/rep2 rep4/fic7 rep4\fic7
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arborescence classique sous unix
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arborescence classique sous windows (vista)
c\
Windows
Program Files
Users
System32
dupont
Internet Explorer
Desktop
Mes documents
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Emplacement des différents périphériques de
stockage

• Un ordinateur peut avoir plusieurs périphériques
  contenant des fichiers plusieurs disques durs,
  lecteurs de disquette, CDROM, DVD, clés USB.
• Sous unix chacun des périphériques est un chemin
  dans l'arborescence/ pour le disque dur
  principal, /cdrom, /floppy, /usbdisk, /mnt/disk2,
  ....(on parle de montage d'un périphérique sur
  un répertoire)

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• Sous windows chaque périphérique est associé à
  une lettre, qu'il faut rajouter au début du
  chemin du fichier pour avoir le chemin complet du
  fichier, précédé du caractère ''c pour le
  disque dur principala pour le lecteur de
  disquetted e f ..... z pour les
  autresexemple de chemin completC\Windows\Syst
  em32\winevt\Logs\Application.evtx

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Balade dans l'arborescence des fichiers
Chaque processus peut se déplacer dans
l'arborescence des fichiers. . désigne alors le
répertoire courant .. désigne le répertoire
courant Exemple si on est dans le répertoire
/rep1/rep2 alors . désigne /rep1/rep2 et ..
désigne /rep1 permet d'avoir des chemins
relatifs pour n'importe quel fichier de
l'arborescence. par exemple le chemin relatif de
fic4 par rapport à /rep1/rep2 est ../../fic4
/
fic1
fic2
fic3
fic4
rep1
rep3
rep2
fic5
rep4
fic4
fic7
fic6
Exercice quel est le chemin relatif de fic7 par
rapport à /rep1/rep3 ?
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Majuscules et minuscules dans les noms de fichiers

• Sous Unix, les noms de fichiers ne peuvent
  différencier que par la casse. (majuscule/minuscul
  e) FICHIER et fichier sont considérés comme 2
  noms différents
• Sous windows au contraire, les majuscules et les
  minuscules sont indifférenciées.

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Attributs des fichiers (1)

• A un fichier est associé certains attributs
• Un nom
• Certaines dates date de dernière modification,
  date de création, date de dernier accès
• Certains droits donnés à certains utilisateurs
  droit en lecture, écriture,...

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Attributs des fichiers (2)

• Sous Unix (interface linux/gnome)

voir aussi commandes chmod, chown, chgrp
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Attributs des fichiers (3)

• Sous Windows Vista

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Systèmes de fichiers (1)

• Le type du système de fichier spécifie comment
  sont organisés les fichiers sur le support
  physique.
• Le support physique est partagé en blocs,
• un fichier est constitué de plusieurs blocs
• pas forcément consécutifs.
• (la taille des blocs est fixe pour chaque système
  de fichier et est de l'ordre de 4ko)

un fichier constitué de 5 blocs non contigus
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Systèmes de fichiers (2)

• Il existe différents types de systèmes de
  fichiers
• sous windows fat16, fat32, ntfs
• sous linux ext2, ext3Ils sont plus ou moins
  efficaces, en particulier dans l'allocation des
  blocs pour chaque fichier.(en FAT16 et FAT32,
  nécessité de défragmenter régulièrement)

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Types de fichiers (1)

• Les fichiers peuvent différer par leur contenu
  texte, image, vidéo, son...
• Les fichiers ayant le même type de contenu
  peuvent différer par le format utilisé par
  exemple PNG et JPEG sont deux formats
  d'images.? dans les deux cas les fichiers sont
  de type différent

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Types de fichiers (2)

• A chaque type de fichiers correspond en général
  un logiciel permettant de lire/éditer ce fichier
• Exemples
• Word pour un fichier doc
• acroread pour un fichier pdf

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Types de fichiers (3)

• La détection du type de fichier peut se faire
• via le nom du fichier, et en particulier son
  extension truc.doc ? fichier wordtruc.txt ?
  fichier textetruc.png ? fichier png
• via le contenu du fichier, en général les
  formats de fichiers spécifie que le début du
  contenu du fichier une suite d'octets spéciale
  (par exemple les 2e/3e/4e caractères d'une image
  PNG sont P,N,G)

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Type de fichiers (4)

• Le type des fichiers peut aussi parfois être
  donné explicitementC'est le cas des images
  reçues par e-mail, ou visualisées par le WEB
  (spécification MIME une image png est spécifiée
  de type image/png)

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Fichiers exécutables (1)

• Les fichiers exécutables sont les fichiers
  contenant un programme. Ils sont de deux types
• Les scripts qui sont des fichiers textes
  contenant directement le source du programme
• Les binaires exécutables contenant du code
  directement exécutable par la machine

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Fichiers exécutables (2)

• Sous windows les noms de scripts  MSDOS  sont
  terminés par .BAT, les exécutables binaires par
  .EXE.
• Sous Unix les fichiers exécutables peuvent avoir
  n'importe quel nom mais ils doivent avoir
  l'attribut  exécutable .

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Scripts (1)

• Les scripts contiennent directement leur
   source .
• Le source dépend du langage utilisé, en général
  on utilise le même langage que pour
  l'environnement en ligne de commande
• MSDOS sous windows (fichier .BAT)
• Shell sous linux

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Scripts (2)

• Il existe d'autre langages de scripts
• perl
• tcl
• python
• ...
• Un script a besoin de l'interpréteur pour
  fonctionner cmd.exe pour MSDOS, /bin/sh pour le
  shell, /usr/bin/perl pour perl, etc....

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Fichier exécutable binaire (1)

• Les fichiers exécutables binaires contiennent du
  code directement exécutable par le processeur
• Ils n'ont pas besoin de programme extérieur pour
  fonctionner
• Il peuvent avoir besoin de librairies dynamiques
  (fichier .dll sous windows, fichiers .so sous
  linux)
• Un fichier exécutable binaire ne fonctionne en
  général que pour une certaine machine (PC) sous
  un certain système (linux/windows)

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Fichier exécutable binaire (2)

• Ils sont générés par des compilateurs qui
  transforment un fichier source en un fichier
  exécutable.
• Il existe des compilateurs dans de nombreux
  langages
• assembleur (langage proche du processeur)
• C
• C
• fortran
• ....

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Fichiers d'archive (1)

• Certains fichiers servent à archiver d'autres
  fichiers.
• Exemple zip, rar, tar, tar.gz, etc....

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Fichiers d'archive (2)

• Avantages On ne manipule qu'un seul fichiers au
  lieu de plusieurs, et en général le fichier
  d'archive est moins volumineux que les fichiers
  qu'il contient. (car le format utilise de la
  compression)
• Inconvénients il faut en général le bon
  logiciel pour pouvoir extraire des fichiers d'une
  archive. (par exemple WinZip pour zip, winrar
  pour rar)

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Processus

• Un processus correspond à l'exécution d'un
  programme.
• Dans un système multi-tâches préemptif plusieurs
  processus peuvent s'exécuter en même temps.
• Chaque processus prend des ressources à la
  machine temps processeur (CPU time), mémoire,
  entrées-sorties.
• Certains processus peuvent se partager de la
  mémoire. Lorsque toute la mémoire est partagée on
  parle de thread.

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Processus (2)

• Dans un système multi-utilisateur, chaque
  processus a un propriétaire, c'est en principe
  l'utilisateur qui a lancé le processus.
• En principe seul le propriétaire peut arrêter un
  processus.
• Chaque processus est en général identifié par un
  numéro, le nom de la commande qui l'a lancé,....

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Gestion des processus

• Sous windows, CONTROL-ALT-SUPPR, Gestionnaire de
  tâches (taskmgr)

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Gestion de processus (2)

• Sous linux/gnome (moniteur système)

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Gestion des processus (3)

• Sous unix, on peut gérer les processus en ligne
  de commande
• ps donne la liste des processus.
• kill permet de terminer ( tuer ) un processus
• Dans la ligne de commande un processus peut être
  lancé dans la ligne de commande en gardant la
  main en utilisant

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Gestion des processus (4)
prog 1 15802 ps PID TTY TIME
CMD 14554 pts/2 000000 zsh 15802 pts/2
000003 prog 15806 pts/2 000000 ps kill
15802 1 terminated ./prog ps PID TTY
TIME CMD 14554 pts/2 000000
zsh 15813 pts/2 000000 ps
ex
exemple d'utilisation de la ligne de
commande (voir le TP pour plus de détails)
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Conseils d'informaticiens à propos des systèmes

• Un disque dur peut à tout moment devenir HS ?
  FAÎTES DES SAUVEGARDES DE VOS DONNÉES IMPORTANTES
  (en utilisant des disquettes, clés USB, CD,
  disque dur d'un autre ordinateur,...)
• N'utilisez pas un logiciel en lequel vous n'avez
  pas confiance (possibilité de virus)
• Sous windows utilisez un anti-virus
• Mettez à jour régulièrement votre système (mise
  à jour automatiques)