Les systèmes d'exploitation sont un thème fondamental de la NSI Terminale. Comprendre les processus, la mémoire et le shell est indispensable pour le bac.
Le système d'exploitation (SE/OS) est le logiciel de base qui gère les ressources matérielles et offre des services aux applications. Quatre rôles principaux : gestion des processus (exécution des programmes), gestion de la mémoire (allocation/libération), gestion des fichiers (NTFS, ext4), gestion des périphériques (pilotes/drivers).
Question probable
Quels sont les rôles d'un système d'exploitation ?
Réponse
→Le SE est l'intermédiaire entre le matériel et les logiciels. Il gère les processus : crée, ordonnance et termine les programmes en cours d'exécution. Il gère la mémoire : alloue la RAM à chaque processus et évite les conflits. Il gère le système de fichiers : organise les données sur les disques (arborescence, droits d'accès). Il gère les périphériques via des pilotes. Il fournit une interface à l'utilisateur : GUI (Windows, macOS) ou CLI (terminal Unix). Exemples : Windows, Linux, macOS, Android.
Mnémotechnique
SE = chef d'orchestre du matériel. PMFP : Processus-Mémoire-Fichiers-Périphériques. 'Le SE parle au matériel pour les applications.'
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NSI
Processus et ordonnancement
Définition
Un processus est un programme en cours d'exécution. États : prêt (attend le CPU), élu (utilise le CPU), bloqué (attend une ressource E/S). L'ordonnanceur (scheduler) choisit quel processus utilise le CPU. Politiques : FIFO, SJF (Shortest Job First), Round Robin (quantum de temps).
Question probable
Décrivez le cycle de vie d'un processus et les politiques d'ordonnancement.
Réponse
→Un processus passe par trois états : prêt → élu → bloqué → prêt. Prêt : le processus est dans la file d'attente du CPU. Élu : le CPU exécute le processus. Bloqué : le processus attend une E/S (lecture disque, attente réseau) — il libère le CPU. FIFO : premier arrivé, premier servi — simple mais peut créer des attentes longues (convoy effect). SJF : exécute le plus court en premier — optimal en moyenne mais nécessite de connaître la durée. Round Robin : chaque processus reçoit un quantum (ex. 10ms) à tour de rôle — équitable, adapté aux systèmes interactifs.
Le SE alloue la mémoire aux processus et assure leur isolation. Pagination : la mémoire physique est divisée en cadres de taille fixe. La mémoire virtuelle de chaque processus est divisée en pages. Une table des pages traduit adresses virtuelles → adresses physiques. Segmentation : divise la mémoire en segments logiques (code, données, pile).
Question probable
Expliquez le principe de la pagination dans la gestion de la mémoire.
Réponse
→La pagination résout le problème de la fragmentation externe. La RAM est découpée en cadres (frames) de taille fixe (ex. 4 Ko). La mémoire virtuelle de chaque processus est découpée en pages de même taille. La table des pages (page table) associe chaque numéro de page virtuelle à un numéro de cadre physique. Quand un processus accède à une adresse virtuelle, le MMU (Memory Management Unit) traduit en adresse physique. La mémoire virtuelle permet à un processus de voir plus de mémoire que la RAM disponible (swap sur disque). L'isolation empêche un processus d'accéder à la mémoire d'un autre.
Mnémotechnique
Pagination = pages (virtuelles) → cadres (physiques). Table des pages = traduction. MMU = traducteur. Isolation = chaque processus a son espace. 'Pages dans les Cadres.'
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NSI
Système de fichiers
Définition
Organisation hiérarchique des données sur un disque. Arborescence : répertoire racine (/), sous-répertoires, fichiers. Sous Unix/Linux, chaque fichier/répertoire a des permissions rwx (read/write/execute) pour trois catégories : propriétaire, groupe, autres. Notation octale : 755 = rwxr-xr-x.
Question probable
Expliquez le système de permissions Unix.
Réponse
→Chaque fichier Unix a 9 bits de permissions : 3 pour le propriétaire (user), 3 pour le groupe, 3 pour les autres (others). Chaque trio : r (lecture=4), w (écriture=2), x (exécution=1). Exemple : chmod 755 fichier = rwxr-xr-x. Propriétaire : rwx (7 = 4+2+1). Groupe : r-x (5 = 4+0+1). Autres : r-x (5). chmod 600 = rw------- (privé). chmod 777 = tout le monde a tous les droits. Commandes : `ls -l` affiche les permissions, `chmod` les modifie, `chown` change le propriétaire.
Le shell (bash, zsh) est une interface texte pour interagir avec le SE. Commandes fondamentales : `ls` (lister), `cd` (changer répertoire), `pwd` (répertoire courant), `mkdir/rm` (créer/supprimer), `chmod` (permissions), `grep` (recherche dans fichiers), `|` (pipe, chaîner des commandes), `>` (redirection sortie).
Question probable
Donnez des exemples d'utilisation du shell Unix avec les commandes de base.
Réponse
→Exemples de commandes shell :
```bash
# Navigation
cd /home/user/Documents # aller dans ce dossier
ls -la # lister avec détails et fichiers cachés
pwd # afficher le chemin courant
# Fichiers
mkdir nouveau_dossier # créer un dossier
rm -r dossier # supprimer récursivement
cp fichier.txt copie.txt # copier
mv ancien.txt nouveau.txt # déplacer/renommer
# Recherche et filtrage
grep 'mot' fichier.txt # chercher 'mot' dans fichier
ls -l | grep '.py' # pipe : filtrer les .py
cat fichier.txt | wc -l # compter les lignes
# Permissions
chmod 755 script.py
```