Système d’exploitation et OS : qu’est-ce que c’est ? comment ça marche ?

En informatique, on parle souvent de système d’exploitation ou en anglais OS pour Operating System.
Mais que recouvrent vraiment ces termes ?
Qu’est-ce que c’est ?
Comment fonctionne un système d’exploitation ?
Existe-t-il des systèmes d’exploitations gratuits ?

Cet article donne dans les grandes lignes la définition d’un système d’exploitation.
Enfin vous trouverez aussi des exemples.

Définition : qu’est-ce qu’un système d’exploitation

C’est un logiciel ou ensemble de logiciels qui permet de faire fonctionner votre matériel.
Ce matériel peut-être un PC, un smartphone ou un équipement réseau.

Le système d’exploitation se situe entre les applications que vous exécutez et le matériel, en utilisant les pilotes de matériel comme interface entre les deux.
Par exemple, lorsqu’une application souhaite imprimer quelque chose, elle confie cette tâche au système d’exploitation.
Il envoie les instructions à l’imprimante en utilisant les pilotes de l’imprimante pour envoyer les signaux corrects.
L’application qui imprime n’a pas à se soucier de l’imprimante que vous possédez ni à comprendre son fonctionnement.
Le système d’exploitation gère les détails.

Le système d’exploitation gère donc plusieurs tâches en allouant des ressources systèmes et ressources matérielles à plusieurs programmes en cours d’exécution.
CPU ou cœurs, permettant à plusieurs processus de s’exécuter en parallèle. Il gère également la mémoire interne du système, en allouant de la mémoire entre les applications en cours d’exécution.

Enfin, un système d’exploitation est évolutif. En effet, il existe des versions et on peut le mettre à jour sans perdre ses données (Mise à niveau).

Quels sont les rôles d’un OS

Pour ce faire, il remplit plusieurs rôles :

• Démarrage/Boot : Un système d’exploitation gère le démarrage d’un appareil
• Gestion de la mémoire : Un système d’exploitation coordonne les applications informatiques et alloue de l’espace aux différents programmes installés dans l’ordinateur
• Sécurité des données : Un système d’exploitation protège vos données contre les cyberattaques
• Chargement et exécution : Un système d’exploitation démarre et exécute un programme
• Gestion des lecteurs/disques : Un système d’exploitation gère les lecteurs de l’ordinateur et divise les disques.
• Contrôle des périphériques : Un système d’exploitation vous permet d’autoriser ou de bloquer l’accès aux périphériques
• Interface utilisateur : Cette partie du système d’exploitation, également appelée interface utilisateur, permet aux utilisateurs de saisir et de recevoir des informations
• Gestion des processus : Le système d’exploitation alloue de l’espace pour permettre les processus informatiques, tels que le stockage et le partage d’informations

Ainsi un OS permet donc de faire fonctionner votre matériel tout en proposant une interface pour effectuer des actions utilisateurs.
Il régit tout un écosystème entre le matériel et les applications afin que celles-ci fonctionnent sans conflit.

Les composants d’un système d’exploitation

Il en existe beaucoup sur le marché, les plus connus sont Windows, MacOs, Android et Linux.
On trouve alors des points communs à ces derniers :

• Le bootloader ou chargeur d’amorçage. C’est le composant de l’OS qui permet son amorçage.
• Le noyau ou kernel. C’est le composant principal et critique de l’OS. Il effectue les actions les plus basses comme le dialogue avec le matériel ou les composants du PC (Processeur, mémoire, etc). Il gère les entrées-sorties, la mémoire et les processus
• Le shell : C’est l’environnement qui permet l’interaction entre l’utilisateur et l’OS et donc par extension l’appareil. c’est un programme dans lequel les différents éléments de l’ordinateur (programmes, fichiers, disques durs) sont présentés graphiquement ou accessible en ligne de commandes. L’utilisateur peut ensuite effectuer différentes actions

Quels sont les types de système d’exploitation

Système d’exploitation par lots (Batch OS)

Système d’exploitation par lots ou Batch OS conçu pour permettre d’enchaîner les travaux.
Chaque utilisateur prépare ses tâches hors ligne et les soumet à un opérateur.
Il est facile de gérer des travaux importants de manière répétée dans des systèmes de traitement par lots.

Le système d’exploitation par lots n’a pas de lien direct avec l’ordinateur. Un système différent divise et répartit les tâches similaires en lots afin de faciliter le traitement et d’accélérer la réponse.
Il agit donc en tant que gestionnaire de toutes les ressources systèmes, c’est-à-dire en tant que gestionnaire de ressources. Le système d’exploitation devient ainsi une interface entre l’utilisateur et la machine.

Les systèmes d’exploitation par lots sont utilisés pour des tâches telles que la gestion des systèmes de paie, la saisie de données et les relevés bancaires.

Système d’exploitation multitâche ou Système d’exploitation à temps partagé

Le système d’exploitation multitâche ou Système d’exploitation à temps partagé (Time-sharing / multitasking OS) est le type d’OS le plus connu.
Il fonctionne en allouant du temps à une tâche particulière et en passant fréquemment d’une tâche à l’autre.
Ainsi chaque utilisateur dispose du temps de l’unité centrale car il utilise un seul système.

Il permet de répartir de nombreux utilisateurs sur différents terminaux afin de minimiser le temps de réponse.

Windows Terminal Services, Unix ou Multics sont des exemples d’OS Multitâches.
Microsoft Windows, Linux et macOS X en sont aussi des exemples.

Système d’exploitation distribué

Plusieurs appareils autonomes interconnectés communiquent entre eux à l’aide d’un réseau de communication partagé. Les systèmes indépendants possèdent leur propre unité de mémoire et leur propre unité centrale.
Un système d’exploitation distribué sert plusieurs applications et plusieurs utilisateurs en temps réel. La fonction de traitement des données est alors répartie entre les processeurs. Les avantages et les inconvénients potentiels des systèmes d’exploitation distribués sont les suivants :

Le principal avantage de travailler avec ces types de systèmes d’exploitation est qu’il est toujours possible qu’un utilisateur puisse accéder aux fichiers ou aux logiciels qui ne sont pas réellement présents sur son système, mais sur un autre système connecté à ce réseau, c’est-à-dire que l’accès à distance est possible pour les appareils connectés à ce réseau.

Les systèmes d’exploitation distribués sont utilisés pour des tâches telles que les réseaux de télécommunication, les contrôles de réservation des compagnies aériennes et les réseaux peer-to-peer.

Système d’exploitation en réseau

Les systèmes d’exploitation de réseau sont installés sur un serveur qui permet aux utilisateurs de gérer les données, les groupes d’utilisateurs et les applications. Ce système d’exploitation permet aux utilisateurs d’accéder et de partager des fichiers et des dispositifs tels que des imprimantes, des logiciels de sécurité et d’autres applications, principalement dans un réseau local.

Microsoft Windows, Linux et macOS X sont des exemples de systèmes d’exploitation de réseau.

Système d’exploitation en temps réel

Ces types de systèmes d’exploitation sont destinés aux systèmes en temps réel.
L’intervalle de temps nécessaire pour traiter les entrées et y répondre est très court. Cet intervalle de temps est appelé temps de réponse.

Le système garantit l’achèvement des tâches sensibles dans les délais impartis. Le temps réel dur n’a pas de mémoire virtuelle. Les systèmes à temps réel souple ne sont pas soumis à des contraintes de temps aussi rigoureuses. Une tâche critique a la priorité sur les autres tâches.

Les systèmes en temps réel sont utilisés lorsque les exigences temporelles sont très strictes, comme les systèmes de missiles, les systèmes de contrôle du trafic aérien, les robots, etc.

Il existe deux types de systèmes d’exploitation en temps réel :

• Systèmes en temps réel dur : Ces systèmes d’exploitation sont destinés à des applications où les contraintes de temps sont très strictes et où même le délai le plus court possible n’est pas acceptable. Ces systèmes sont conçus pour sauver des vies, comme les parachutes automatiques ou les airbags qui doivent être immédiatement disponibles en cas d’accident. La mémoire virtuelle est rarement présente dans ces systèmes.
• Systèmes logiciels en temps réel : Ces systèmes d’exploitation sont destinés à des applications où les contraintes temporelles sont moins strictes.

Système d’exploitation mobile

Les systèmes d’exploitation mobiles fonctionnent exclusivement sur de petits appareils tels que les smartphones, les tablettes. Le système combine les caractéristiques d’un ordinateur personnel avec des fonctions supplémentaires utiles pour un appareil portable.

Les systèmes d’exploitation mobiles démarrent lorsque l’appareil est mis sous tension pour permettre l’accès aux applications installées. Ils gèrent également la connectivité des réseaux sans fil.
Ils sont pensés pour utiliser un minimum d’énergie pour garantir une forte autonomie de la batterie.

Parmi les exemples de systèmes d’exploitation mobiles, on peut citer Android OS, Apple et Windows mobile OS.

Les 5 systèmes d’exploitations les plus communs

Retrouvez une sélection complète des meilleurs OS pour ordinateur ou mobile :

• 11 meilleurs systèmes d’exploitation pour ordinateur en 2023
• 10+ systèmes d’exploitation pour Smartphone en 2023

Microsoft Windows

Créé par Microsoft, Microsoft Windows est l’un des systèmes d’exploitation propriétaires pour ordinateurs les plus populaires au monde. La plupart des ordinateurs personnels sont préchargés avec une version de Microsoft Windows. L’un des inconvénients de Windows est que sa compatibilité avec les téléphones mobiles est problématique.

• Qu’est-ce que Windows : tout savoir
• Tutoriel Windows : fonctionnement général et présentation
• Quelles sont les versions et éditions de Windows : La liste COMPLETE

Apple iOS

Apple iOS d’Apple est utilisé sur les smartphones et les tablettes fabriqués par la même société. Les utilisateurs de ce système ont accès à des centaines d’applications. Le système d’exploitation offre de fortes capacités de chiffrement pour contrôler l’accès non autorisé aux données privées des utilisateurs.

Google Android

Android de Google est le système d’exploitation le plus populaire au monde. Il est principalement utilisé sur les tablettes et les smartphones. Il fonctionne également sur des appareils fabriqués par d’autres fabricants. Les utilisateurs ont accès à de nombreuses applications mobiles disponibles sur le Google Play Store.

Apple macOS

Développé par Apple, ce système d’exploitation propriétaire fonctionne sur les ordinateurs personnels et les ordinateurs de bureau du fabricant. Tous les ordinateurs Apple et Macintosh sont équipés de la dernière version de macOS, anciennement connu sous le nom de système OS X.
La capacité à prévenir les bogues et à repousser les pirates informatiques fait que les systèmes d’exploitation d’Apple sont très appréciés de leurs utilisateurs.

Linux

Créé par le programmeur finlandais Linus Torvalds, Linux est aujourd’hui développé par des programmeurs collaborateurs du monde entier qui soumettent des modifications au logiciel central du noyau.
Linux est populaire auprès des programmeurs et des serveurs d’entreprise.
On le retrouve aussi dans beaucoup d’objets connectés (IoT) et équipements réseaux.
Il est disponible gratuitement en ligne.