les systèmes d'exploitation

les différences entre le fat 16 et le fat 32 se présentent comme ci dessous:

Systèmes de fichiers Critères de différenciation	FAT16	FAT32
Taille maximale des partitions	2.1 Go sous MSDOS et 4 GO sous Windows NT	2048 GO
Nombre de fichiers maximum	65,536	2097152
Nombre d’entrees par type de répertoire	512 dans le disque dur et 128 dans la disquette	65,535 dans le disque dur
Prise en charge des noms	limitée aux noms courts	étendue aux noms longs
Compatibilité avec le DOS	oui	non
Taille minimale du cluster	2K pour des partitions comprises entre 16MO et 128MO	4K pour des partitions comprises entre 513MO et 1024MO
Taille maximale du cluster	64K pour des partitions comprises entre 2048MO et 4096MO	32K pour des partitions supérieures a 32768MO
sécurité	minimale	maximale

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La segmentation consiste à découper l'espace adressable d'un processus afin de résoudre le problème d'exclusion des accès et du partage de certaines zones mémoire.  La pagination résout le problème de la fragmentation de la mémoire centrale et permet de simuler un espace plus grand que celui existant. En général, l'espace total occupé par l'ensemble des processus est supérieur à la mémoire RAM physiquement présente. Le mécanisme de pagination permet de "faire croire" au processeur qu'il y a beaucoup de mémoire physique. Il s'agit d'un dispositif placé sur le bus d'adresse qui transforme les adresses issues du processeur en adresses correspondant à de la mémoire physique. L'espace des adresses utilisables par le processeur est appelé espace virtuel (4 Go sur un 80386, 32 bits pour le bus d'adresse). L'espace des adresses connectées à de la mémoire RAM est appelé espace réel (une centaine de Mo : 28 bits pour représenter une adresse).

La pagination = moyen d'adapter la mémoire virtuelle à la mémoire physique. Le dispositif de pagination (Memory Management Unit) est capable d'associer à toute adresse virtuelle une adresse réelle. Évidemment, à un instant donné seule une étendue équivalente à la mémoire réelle est accessible : Le principe général est d'utiliser un tableau appelé Table des pages contenant les adresses virtuelles (issues de l'UC) et les indices sont les adresses réelles (allant vers la mémoire centrale).

Exemple : L'UC tente un accès à l'octet d'adresse (virtuelle) 8, le mécanisme de pagination le transforme en un accès à l'adresse (réelle) 3 en mémoire centrale. Une solution trop facile à réaliser car : la taille de cette table est trop grande et il faut définir ce qui arrive quand l'UC fait un accès à une case absente du tableau. Pour résoudre le premier point, on groupe les adresses mémoire en pages de plusieurs Ko (4 Ko sur les 80386). Pour le second point, on utilise la mémoire secondaire (disque dur).

Cependant, le remplissage de la page respecte un certain nombre d'étapes.

 

1) pagination à un niveau

Les mémoires virtuelles et réelles sont toutes les deux découpées en pages de quelques Ko. Une adresse est décomposée en deux parties, un numéro de page (n) et un déplacement (d) dans la page : Soit p tel que 2^p soit le nombre d'octets de chaque page. La pagination à un niveau transforme une adresse virtuelle (AV) en une adresse réelle (AR). La table (des pages) contient le numéro de chaque page virtuelle associée à la page réelle.  Lorsque l'UC affiche une adresse virtuelle sur le bus, le mécanisme de pagination recherche son poids fort dans la table et le remplace par l'indice de la case trouvée.

 

2) les défauts de page

Seules certaines pages virtuelles sont mentionnées dans la table. Les autres ne sont pas accessibles et provoquent un défaut de page. Plutôt que provoquer une erreur, le mécanisme de pagination permet d'exploiter un espace de stockage en mémoire secondaire (disque dur).  Ce disque est structuré en pages (groupes de secteurs) de même taille que les pages de la mémoire. On associe chaque page virtuelle à une page disque. En cas de défaut de page, le mécanisme de pagination utilise les données situées sur le disque à la place de la mémoire centrale.

 

3) la pagination à la demande

 Il reste un problème à résoudre : l'initialisation de la table des pages et son évolution au cours du temps. Initialement, la table des pages est entièrement vide. Tout accès à la mémoire (toute demande) provoque donc un défaut de page. En cas de défaut de page, le système d'exploitation utilise l'algorithme suivant :

1. le système recherche une page physique inutilisée dans la table des pages : c'est une case vide (sauter l'étape 2) ou une case choisie par un algorithme particulier (voir plus bas).
2. le système vide le contenu de la page physique sur le disque dans la page virtuelle associée
3. le système charge dans cette page physique le contenu de la nouvelle page virtuelle

Les étapes 2 et 3 réalisent l'échange (swapping) de deux pages virtuelles. Il existe plusieurs stratégies de remplacement des pages. Ce sont différentes politiques de choix de la page physique à utiliser : LRU (Last Recent Used) : on préfère libérer la page la moins récemment utilisée. FIFO (First In, First Out) : on choisit la page la plus anciennement chargée. Le but de ces stratégies est de minimiser les défauts de page en conservant en mémoire centrale les pages les plus utilisées.   

Windows est le système d'exploitation commercialisé par la société Microsoft, dont le siège est implanté à Seattle. La société Microsoft, initialement baptisé «Traf-O-Data» en 1972 a été rebaptisée «Micro-soft» en novembre 1975, puis «Microsoft» le 26 novembre 1976. Microsoft a débuté son activité avec la commercialisation en août 1981 de la version 1.0 du système d'exploitation Microsoft DOS (MS-DOS), un système d'exploitation 16 bits en ligne de commande. La gamme Windows est composée de plusieurs branches :

La première branche dite "banche 16 bits" couvre les versions Windows 1.0 à Windows 3.11. La première version de Microsoft Windows (Microsoft Windows 1.0) est apparue en novembre 1985. Il s'agissait d'une interface graphique, inspirée de l'interface des ordinateurs Apple de l'époque. Windows 1.0 n'a pas eu de succès auprès du public, pas plus que Microsoft Windows 2.0, lancé le 9 décembre 1987.  C'est le 22 mai 1990 que le succès de Microsoft Windows a débuté avec Windows 3.0, puis Windows 3.1 (Janus) en 1992 et enfin Microsoft Windows for Workgroups, baptisé par la suite Windows 3.11 (Snowball), comprenant des fonctionnalités réseau. Cependant, la version Windows 3.1 ne peut pas être considérée comme un système d’exploitation à part entière car il ne s’agit que d’une interface graphique fonctionnant au dessus du système MS - DOS.

La deuxième branche dite "branche 32 bits" couvre les versions Windows 95 à Windows Me. Parallèlement au développement de Windows NT, Microsoft décida d’éditer un système d’exploitation à destination du grand public, qui reprendrait certains avantages de Windows NT tout en restant compatible avec les versions antérieures de Windows et MS-DOS. Le 24 août 1995, Microsoft lance le système d'exploitation Microsoft Windows 95. Windows 95 marque la volonté de Microsoft de transférer des fonctionnalités de MS-DOS dans Windows. Windows 95 apporta plusieurs améliorations : le multitâche préemptif, la couche réseau inspirée de celle de NT, une interface graphique nouvelle. Ce n’est pas un nouveau système d’exploitation, mais une évolution de Windows 3.1. Windows 95 devait pouvoir fonctionner sur des configurations d’entrée de gamme avec 4 Mo de mémoire vive. La version OSR2 de Windows 95 apporta la prise en charge de l’USB et de FAT32. Après des révisions mineures de Microsoft Windows 95, baptisées successivement Windows 95A OSR1, Windows 95B OSR2, Windows 95B OSR2.1 et Windows 95C OSR2.5, Microsoft commercialise le 25 juin 1998 la version Windows 98. Windows 98 intègre nativement d'autres fonctionnalités de MS-DOS mais s'appuie toujours sur ce dernier. D'autre part Windows 98 souffre d'une mauvaise gestion du partage de la mémoire entre processus, pouvant provoquer des dysfonctionnements du système. Une seconde édition de Windows 98 paraît, le 17 février 2000, elle se nomme Windows 98 SE (pour «Second Edition»). Le 14 septembre 2000, Microsoft commercialise Windows Me (pour Millenium Edition), également appelé Windows Millenium. Windows Millenium s'appuie largement sur Windows 98 (donc sur MS-DOS), mais apporte des fonctionnalités multimédia et réseau supplémentaires. D'autre part, Windows Millenium intègre un mécanisme de restauration du système permettant de revenir à un état précédent en cas de plantage. Ces différentes versions ont souffert d’une réputation d’instabilité et de vulnérabilité aux attaques par les réseaux. Le passage à la famille NT pour les versions grand public a eu lieu avec Windows XP, plus stable et moins vulnérable.

La troisième branche dite "branche Windows NT". La version Windows NT est un système d’exploitation entièrement 32 bits c'est-à-dire un système qui ne s’appui pas sur le MS-DOS (il ne s’agit donc pas d’une évolution de Windows 95 d’autant plus qu’il a été développé parallèlement avec ce dernier). La branche NT (Nouvelle Technologie), est une famille de systèmes d’exploitation redéveloppée à partir de zéro, bien qu’elle soit une évolution de l’API de Windows souvent appelée Win32. Windows NT est né du divorce de Microsoft et d’IBM sur le développement du système d’exploitation OS/2. Windows NT a été développé pour concurrencer les systèmes utilisés en entreprise. Cette branche permet le multitâche préemptif, le multithreading, un modèle d’exécution séparée (chaque processus possède une zone de mémoire séparée, sans accès à celle des autres processus). Le 24 mai 1993 la première version de Windows NT est commercialisée. Il s'agit de Windows NT 3.1, puis Windows NT 3.5 sort en septembre 1994 et Windows 3.51 en juin 1995. C'est avec Windows NT 4.0, lancé sur le marché le 24 août 1996, que Windows NT va enfin connaître un réel succès. En juillet 1998, Microsoft commercialise Windows NT 4.0 TSE (Terminal Server Emulation), le premier système Windows à permettre la possibilité de brancher des terminaux sur un serveur, c'est-à-dire d'utiliser des clients légers pour accéder à une session ouverte sur le serveur. Le 17 février 2000, la version suivante de Windows NT 4.0 est baptisée Windows 2000 (en lieu et place de Windows NT 5.0) afin de montrer la convergence des systèmes «NT» avec les systèmes «Windows 9x». Windows 2000 est un système entièrement 32-bits possédant les caractéristiques de Windows NT, ainsi qu'une gestion améliorée des processus et une prise en charge complète des périphériques USB et Firewire. Puis, le 25 octobre 2001, Windows XP fait son apparition. Il s'agit de la convergence des systèmes précédents. Enfin le 24 avril 2003, un système d'exploitation dédié pour les serveurs est commercialisé par Microsoft : Windows Server 2003.

La quatrième branche dite "branche Windows CE". Cherchant à s’imposer sur le marché en pleine croissance des assistants personnels (PDA), Microsoft a développé une version légère de son système d’exploitation et s’est associé aux grands constructeurs d’ordinateurs personnels pour pénétrer ce marché jusque là dominé par Palm. Les produits exploitant ce type de plate-forme sont appelés Pocket PC. Adapté aux contraintes de ces machines (affichage, mémoire), Windows CE présente une interface similaire à celle de systèmes d’exploitation pour PC bien que son noyau soit différent. Avec la sophistication croissante des appareils ménagers, le but avoué de Microsoft est d’installer Windows CE (ou une version ultérieure) sur tous les appareils de la maison, créant ainsi un univers domotique intégré. Des versions de Windows CE sont d’ores et déjà disponibles pour les téléphones portables. Depuis 2003, l’appellation « Pocket PC » a été remplacée par « Windows Mobile ». Il existe donc Windows Mobile 2003 pour Pocket PC et Windows Mobile 2003 pour SmartPhone.

Il existe aujourd’hui sur le marché une gamme variée des systèmes Windows. Ils permettent tous un usage facile des machines (mainframes, PC, Mobile, etc.) par les hommes.