Le mécanisme de pagination a été imaginé pour lever la contrainte de contiguïté de l'espace de mémoire physique allouée aux processus. Pour cela, la mémoire physique est découpée en blocs de taille fixe, que nous appellerons case (en anglais frame). Par ailleurs, la mémoire linéaire des processus, encore appelée mémoire virtuelle, est elle-même découpée en blocs de taille fixe, que nous appellerons page. La taille d'une page correspond à la taille d'une case. Chaque page peut alors être placée dans une case quelconque. Le mécanisme de pagination du matériel assure la traduction des adresses de mémoire virtuelle en une adresse de mémoire physique, de façon à retrouver la contiguïté de cette mémoire virtuelle.
La
pagination à un niveau
Le mécanisme de traduction des adresses virtuelles en adresses réelles doit associer à chaque numéro de page virtuelle le numéro de case réelle qui contient cette page, si elle existe. Un registre spécialisé du processeur contient l'adresse de la table qui mémorise cette association; cette table est appelée la table des pages du processus. En général, l'adresse de cette table est une adresse physique. Chaque entrée de cette table contient des informations suivantes:
Ces deux derniers indicateurs servent à la gestion de la mémoire physique .Lorsque le processeur traduit une adresse virtuelle, il en isole le numéro de page virtuelle qu'il utilise comme déplacement dans cette table des pages pour en trouver l'entrée correspondante. Si l'indicateur de présence est positionné, il contrôle la validité de l'accès vis à vis des indicateurs de protection. Si l'accès est accepté, il concatène le numéro de case au déplacement virtuel dans la page pour obtenir l'adresse en mémoire physique de l'emplacement recherché. Pour éviter l'accès mémoire supplémentaire à la table des pages, une mémoire associative contient les entrées de la table correspondant aux derniers accès
La pagination à deux niveaux
La pagination à un niveau d'un espace virtuel de grande taille peut conduire à des tailles importantes de la table des pages. La pagination à deux niveaux a pour but de réduire la représentation de la table des pages d'un processus, sans avoir des contraintes aussi fortes.
La mémoire virtuelle est divisée en hyper pages de taille fixe, chaque hyper page étant découpée en pages de même taille qu'une case de mémoire physique. Une hyper page contient donc un nombre limité de pages. À chaque hyper page, on associe une table de pages analogue à ce qui précède. Par ailleurs, la mémoire virtuelle d'un processus est représentée par une table des hyper pages, qui permet de localiser la table des pages de chaque hyper page. Le gain de la représentation est obtenu par l'indicateur de présence d'hyper page qui précise l'existence ou non de la table des pages de cette hyper page.
Lorsque le processeur traduit une adresse virtuelle, il isole d'abord le numéro d'hyper page qu'il utilise comme index dans la table des hyper pages (dont l'adresse est dans un registre spécialisé) pour obtenir l'entrée associée à cette hyper page. Si l'indicateur de présence est positionné, il vérifie que les indicateurs de protection de l'ensemble de l'hyper page autorisent l'accès désiré. Puis le processeur isole dans l'adresse virtuelle le numéro de page qu'il utilise comme index dans la table des pages de l'hyper page pour obtenir l'entrée associée à cette page. Il poursuit avec cette entrée comme pour la pagination à un niveau. Comme précédemment, les accès mémoires supplémentaires peuvent être évités par l'utilisation d'une mémoire associative qui conserve les entrées de pages (repérées par leur numéro d'hyper page et de page) correspondant aux derniers accès.
DIFFERENCE
ENTRE FAT16 ET FAT32
Le premier
système de fichier ayant été utilisé sur un système d’exploitation Microsoft
est le système FAT, qui utilise une table d’allocation de fichiers (en anglais
FAT, File Allocation Table). La table d’allocation de fichiers est en fait un
index qui liste le contenu du disque, afin d’enregistrer l’emplacement des
fichiers sur celui-ci. Etant donné que les blocs qui constituent un fichier ne
sont pas toujours stockés de manière contiguë sur le disque (c’est ce que l’on
appelle la fragmentation), la table d’allocation permet de conserver la
structure du fichier en créant des liens vers les blocs constitutifs du
fichier. Le système FAT est un système 16 bits
permettant de décrire un fichier par un nom d’une longueur de 8 caractères et
une extension qui en comporte 3. On appelle ainsi ce système FAT16.
Pour
améliorer ce point, la version originale de Windows 95
(employant le système FAT16) a été dotée d’une prise en charge améliorée de la
FAT, il s’agit du système VFAT (Virtual FAT). La VFAT est un système 32 bits
permettant d’enregistrer un fichier avec un nom de 255 caractères de long. Les
programmeurs ont toutefois dû veiller à la compatibilité ascendante, de telle
façon a pouvoir accéder à ces fichiers à partir d’environnements 16 bits (DOS).
La solution a donc été d’affecter un nom pour chaque système. C’est la raison
pour laquelle il est possible d’utiliser des noms longs sous Windows 95, tout
en pouvant y accéder sous DOS.
Le système
de fichiers FAT est un système 16 bits, cela signifie qu’il ne peut pas
adresser les clusters sur plus de 16 bits. Le nombre maximum de clusters
repérables avec le système FAT est ainsi de 216, soit 65536 clusters. Or, étant
donné qu’un cluster est constitué d’un nombre fixé (4, 8, 16,32, ...) de
secteurs de 512 octets contigus, la taille maximale d’une partition FAT se
trouve en multipliant le nombre de clusters par la taille d’un cluster. Avec
des clusters d’une taille 32Ko, la taille maximale d’une partition FAT est donc
de 2Go.
D’autre
part, un fichier ne peut occuper qu’un nombre entier de clusters, c’est-à-dire
que si un fichier occupe plusieurs clusters, le dernier sera occupé en partie,
et la place inoccupée restante est autant de place perdue. Par conséquent plus
la taille d’un cluster est réduite, moins il y a de gaspillage de place. On
estime qu’un fichier gaspille en moyenne la moitié d’un cluster, cela signifie
que sur une partition de 2Go 16Ko seront perdus par fichier…
La
table d'allocation des fichiers
La Table
d’Allocation de Fichiers est une liste de valeurs numériques permettant de
décrire l’allocation des clusters d’une partition, c’est-à-dire l’état de
chaque cluster de la partition dont elle fait partie. La table d’allocation est
en fait un tableau dont chaque cellule correspond à un cluster. Chaque cellule
contient un chiffre qui permet de savoir si le cluster qu’elle représente est
utilisé par un fichier, et, le cas échéant, indique l’emplacement du prochain
cluster que le fichier occupe. On obtient donc une chaîne FAT, c’est-à-dire une
liste chainée de références pointant vers les différents clusters successifs,
jusqu’au cluster de fin de fichier. Chaque entrée de la FAT a une longueur de
16 ou 32 bits (selon qu’il s’agit d’une FAT16 ou d’une FAT32). Les deux
premières entrées permettent de stocker des informations sur la table
elle-même, tandis que les entrées suivantes permettent de référencer les
clusters. Certaines entrées peuvent contenir des valeurs indiquant un état du
cluster spécifique. Ainsi la valeur 0000 indique que le cluster n’est pas
utilisé, FFF7 permet de marquer le cluster comme défectueux pour éviter de
l’utiliser, et les valeurs comprises entre FFF8 et FFFF spécifient que le
cluster contient la fin d’un fichier. Chaque partition contient en réalité deux
copies de la table, stockées de manière contiguë sur le disque, afin de pouvoir
la récupérer si jamais la première copie est corrompue.
Bien que la
VFAT soit astucieuse, elle ne permet pas de remédier aux limitations de la
FAT16. Ainsi, un nouveau système de fichiers (et non une meilleure prise en
charge de la FAT telle que VFAT) est apparu avec Windows 95 OSR2. Ce système de
fichiers, appelé FAT32 utilise des valeurs 32 bits pour les entrées de la FAT.
En réalité seuls 28 bits sont utilisés car 4 bits sont réservés.
Avec
l’apparition du système de fichiers FAT32, le nombre maximal de clusters par
partition est passé de 65535 à 268 435 455 (228-1). La FAT32 autorise donc des
partitions d’une taille beaucoup plus élevée (jusqu’à 8 téraoctets). En réalité
la taille théorique maximum d'une partition FAT32 est de 8 To, toutefois
Microsoft la limite volontairement à 32 Go sur les systèmes Windows 9x afin de
favoriser NTFS (réf: http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;fr;184006). Puisqu’une partition FAT32 peut
contenir beaucoup plus de clusters qu’une partition FAT16, il est possible de
réduire de façon signifiante la taille des clusters et de limiter par la même
occasion le gaspillage d’espace disque. A titre d’exemple, pour une partition
de 2Go, il est possible d’utiliser des clusters de 4Ko avec le système FAT32
(au lieu de 32Ko en FAT16), ce qui diminue l’espace gaspillée par un facteur 8.
En
contrepartie la FAT32 n’est pas compatible avec les versions de Windows
antérieures à la version OEM Service Release 2. Un système démarrant avec une
version précédente ne verra tout simplement pas ce type de partition.
Autre remarque, les utilitaires de gestion de disque fonctionnant en 16 bits
tels que d’anciennes versions de Norton Utilities ne pourront plus fonctionner
correctement. En terme de performances, l’utilisation d’un système FAT32 au
détriment du système FAT16 apporte en pratique un léger gain en performances de
l’ordre de 5%.
Le nombre
de clusters étant limité, la taille maximale d'une partition dépend de la
taille de chaque cluster. Voyons voir la taille maximale d'une partition
suivant la taille des clusters et du système de fichiers utilisé:
Taille
d'un cluster |
Système
de fichier FAT16 |
Système
de fichier FAT32 |
512
octets |
32 Mo |
64 Mo |
1 Ko |
64 Mo |
128 Mo |
2 Ko |
128 Mo |
256 Mo |
4 Ko |
256 Mo |
8 Go |
8 Ko |
512 Mo |
16 Go |
16 Ko |
1 Go |
32 Go |
32 Ko |
2 Go |
2 To |
Lorsque vous formatez un disque dur, il faut donc déterminer avec précaution le type de système de fichiers à utiliser, en prenant celui permettant d'avoir un espace disponible le plus proche possible de la taille désirée!
1)LES
DIFFERENTES VERSIONS DE WINDOWS :
-windows 1.0 parut vers
les années1985
-windows 2.0 à
windows3.1 parut vers les années1987/1992
-la famille NT parut
vers les années 1993
-windows 95 parut dans
les années 1995
-windows NT 4.0 parut
dans les années1996
-windows 98 parut dans
les années 1998
-windows 2000 parut dans
les années 2000
-windows ME parut 7 mois
après windows 2000
-windows XP parut en
2001
-windows VISTA parut en
2006
NB : Il est
important de noter qu’ avant toutes les différentes versions
de windows, il
existait déjà un système d’exploitation
connu sous
le nom de MS-DOS .
C’est donc celui-ci qui fut à la base des systèmes d’exploitations de
MICROSOFT jusqu’à windows 95 . En
effet,DOS
est l’ancetre de nos systèmes d’exploitations
actuels ;il se présente comme un terminal et permet d’accéder aux différents disques de
stockage .
2)LES
DIFFERENTES INNOVATIONS
a) windows 1.0
-Existence d’un support multi-tache
-Existence d’une « corbeille »
-Possibilité de supperposition des fenetres
-Existence d’une interface exemplaire
b) windows 2.0 à windows 3.1
-Présence d’une interface
graphique
-Présence des icones
cliquables
-Possibilité d’utilisation
des applications telles que word ou excel
-Introduction par MICROSOFT
du Hotdog stang, un thème coloré à
forts contrastes rouges ,jaunes
et noirs pour les personnes mal-
voyantes ou daltoniennes
-Présence des outils de
traitement de texte
c)La famille NT
-Présence des options de partage d’impressions ou d’échanges
-Inclusion du microsolf mail,d’un gestionnaire de
courriers électro-
niques et d’un schedule
-windows NT est
multi-taches,multi-utilisateurs,multi-processeurs
-windows NT n’est pas basé sur le traditionnel
MS-DOS
d)windows 95
-Apparition de « mes
documents » dans un nouvel explorateur de
fichiers
-Possibilité de prise en
charge des ports USB
-Adoption des systèmes de
fichiers FAT16 par le système
e) windows NT 4.0
-Le système possède un
environnement de 32 bits et reprend
l’interface graphique
de windows 95
-Ici les applications
ne communiquent plus directement avec les
périphériques (comme
c’était dans le cas pour les systèmes basés
sur DOS) ,mais passent
d’abord par l’interface de programmation
qui aura pour role de
visualiser
-performances du système
limitées
-interface utilisateur
plus rapide
-allocation à chaque
processus sa propre adresse
-création d’un
processus de win 32 dédié à la gestion
des
interfaces
utilisateurs et graphiques
f) windows 98
-Premier système de
microsoft orienté sir un usage sur internet
-possibilité d’ envoyer
ses emails ,lire les actualités ,de news-
groups ou participer à
des conférences vidéo
-introduction pour la
première fois de WINDOWS UPDATES
par microsoft dnoc le
but est de permettre à tous les utilisateurs
de garder leur système
mis à jour à partir d’une connexion inter-
net
-intégration d’Internet
Explorer(V 4.7) au système et même dans
l ‘interface de
l’explorateur de fichiers
-possibilité de création
des partitions supérieures à 2GB
h) windows 2000
-apport d’un nouveau
gestionnaire de réseau par rapport à la
génération NT
-chaque connexion
,LAN,VPN ou modem peut etre modifiée,
permutée ou discontinue sans avoir à redémarrer
l’ordinateur
-mis à jour de certains
utilitaires comme : les antivirus
ou les
outils de
défragmentation
i)windows
ME
-possède un utilitaire de
restauration de fichiers qui remplace
l’outil de sauvegarde
-possibilité de mise en
mode automatique de WINDOWS
UPDATE
-windows ME détecte
automatiquement les périphéries d’acquisi-
tion tels que les
scanners ou appareils photo-numériques
-transformation du lecteur audio en
passerelle multi-média
orientée vers un usage
haut débit pour accéder entre autre à des
radios streaming
j) windows XP
-usage de CLEAR TYPE :
apporte un meilleur confort de lecture
des caractères
typographiques, accès au bureau à distance afin
d’accéder aux disques
durs et périphériques d’une autre machine
ou une meilleure prise en charge des connexions Internet modem
et haut débit
-les panneaux latéraux
de l’explorateur de fichiers autrefois
inutiles sont désormais
le point de départ d’actions à réaliser
sur le dossier
visionné .De cette manière ,en regardant le dossier
« MES
IMAGES », un clic suffit pour générer un diaporama
ou imprimer son contenu
-apparition de deux variantes de
windows XP :windows xp Home
Edition ,destiné à l’
usage familial ;windows xp Professionnel
cible les entreprises ou
utilisateurs expérimentés
k) windows VISTA
-observation d’une
restructuration de l’architecture par microsoft
de plusieurs composants
primordiaux tels que la prise en charge
de l’impression, de
l’affichage, du son et du réseau
-windows VISTA est
compatible avecREADYBOOST et
READYDRIVE,deux
technologies permettant d’utiliser de la mé-
Moire flash (clé USB) ou un
disque dur externe pour s’en servir
Comme mémoire caché afin
d’accélérer l’exécution des pro-
Grammes les plus utilisés
-dans l’explorateur de
fichiers, le panneau latéral d’actions à effec-
tuer sur le dossier
visualisé a été transformé en barre de taches
-embarquation d’un nouveau
modèle de pilotes d’affichage ainsi
qu’un tout nouveau direct
3D
-apparition de nouveaux
logiciels :-windows mail qui
remplace OUT
LOOk
EXPRESS,
Windows calendar, windows DVD
Windows meeting space ou le con-
Trole parental.