Les systèmes d'exploitation des ordinateurs :
histoire, fonctionnement, enjeux

Laurent Bloch

• Table des matières
• Préface
  de Christian Queinnec, Professeur à l'Université Pierre et Marie Curie
• Avant-propos
  • Remerciements
• Présentation des personnages
  • Mondanité des systèmes
  • Quelques définitions
  • La couche visible du système
  • Une représentation : le modèle en couches
  • L'informatique est (aussi) une science
  • Architectures
  • Enjeux d'une histoire
• Principe de fonctionnement de l'ordinateur
  • Introduction
  • Modèle de l'ordinateur
    • Quel fut le premier ordinateur ?
  • La machine de Turing
• Du système d'exploitation au processus
  • Premiers essais
  • Simultanéité et multiprogrammation
    • Chronologie d'une entrée-sortie
  • Notion de processus
  • Réification du calcul
  • Notion de sous-programme
  • Points de vue sur les programmes
  • Vision dynamique du programme : le processus
  • Attributs du système d'exploitation
    • Mode d'exécution privilégié
    • Contrôle des programmes
    • Contrôle de l'activité de tous les processus
    • Monopole d'attribution des ressources
      • Étreinte fatale
    • Contrôle de la mémoire
    • Contrôle des entrées-sorties
    • Contrôle du temps
    • Contrôle de l'arrêt et du démarrage de l'ordinateur
  • Notion d'appel système
  • Lancement d'un programme
    • Shell
  • Synchronisation de processus, interruption
    • Demande d'entrée-sortie
    • Interruption de fin d'entrée-sortie
  • Ordonnancement de processus
    • Stratégies d'ordonnancement
    • Interruptions et exceptions
    • Préemption
    • Systèmes non-préemptifs
    • Synchronisation de processus et sections critiques
      • Atomicité des opérations
      • Masquage des interruptions
      • Verrouillage de la section critique
• Mémoire
  • Les problèmes à résoudre
  • La mémoire du programme
    • Les mots de mémoire
    • Les adresses
    • Noms et variables
    • Protection de la mémoire
  • Partage de mémoire en multiprogrammation
    • Exemple : l'OS/360
    • Translation des programmes
  • Mémoire virtuelle
    • Insuffisance de la mémoire statique
    • Organisation générale
      • Localité des traitements
    • Pagination
      • MMU (Memory Management Unit)
      • Une vision de la pagination
    • Espaces adresse
    • Registres associatifs (Translation Lookaside Buffer, TLB)
    • Tables de pages inverses
    • Mémoire virtuelle segmentée
    • Petite chronologie de la mémoire virtuelle
  • Hiérarchie de mémoire
    • Position du problème
  • La technique du cache
    • Cache mémoire
    • Mise en oeuvre du cache
  • Langage et mémoire
    • Langages à mémoire statique
    • Vecteur d'état d'un programme
    • Langages à mémoire dynamique
      • Allocation de mémoire sur la pile
      • Allocation de mémoire sur le tas
      • Gestion de la mémoire dynamique
• Persistance
  • Introduction
  • Mémoire auxiliaire
    • Structure physique du disque magnétique
    • Visions de la mémoire auxiliaire
  • Système de fichiers
    • Structure du système de fichiers Unix
      • Notion de système de fichiers
      • La i-liste
      • Répertoires de fichiers
      • Création d'un système de fichiers
    • Traitement de fichier
      • Ouverture de fichier
    • Fichiers, programmes, mémoire virtuelle
    • Cache de disque
  • Systèmes de fichiers en réseau : NFS, SANs et NAS
    • Disques connectés directement aux serveurs
    • Systèmes de fichiers en réseau
    • Architecture SAN
    • Architecture NAS
  • Critique des fichiers ; systèmes persistants
    • Reprise sur point de contrôle
• Réseaux
  • Introduction
  • Transmettre de l'information à distance
    • Théorie de l'information
    • Premières réalisations
    • Un modèle pour les réseaux
  • Couche 1, physique
  • Notion de protocole
  • Couche 2, liaison de données
    • Notion d'adresse réseau
      • Adresse de couche 2
    • Détection et correction d'erreur pour la couche 2
      • Découpage en trames (framing)
      • Détection de trames endommagées
      • Contrôle de flux
    • Un exemple de liaison de données : Ethernet
  • Couche 3, réseau
    • Commutation de circuits
    • Commutation de paquets
    • Circuits virtuels
    • Commutation de paquets « pure »
    • Le protocole IP et l'Internet
      • Organisation administrative de l'Internet
      • Organisation topographique de l'Internet
      • L'adresse et le datagramme IP
    • Exception à l'unicité des adresses : traduction d'adresses (NAT)
      • Le principe du standard téléphonique d'hôtel
      • Adresses non routables
      • Accéder à l'Internet sans adresse routable
      • Réalisations
    • Une solution, quelques problèmes
    • Traduction de noms en adresses : le DNS
    • Mécanisme de la couche IP
      • Algorithmes de routage
      • Problèmes de routage
    • Nouvelles tendances IP
  • Couche 4, transport
    • TCP (Transmission Control Protocol)
      • Connexion
      • Modèle client-serveur et numéros de port
      • Poignée de main en trois étapes (three-way handshake)
      • Contrôle de flux et évitement de congestion
    • UDP (User Datagram Protocol)
  • Les téléphonistes contre-attaquent : ATM
  • Client--serveur ou poste à poste (peer to peer) ?
  • Versatilité des protocoles poste à poste
    • Définition et usage du poste à poste
    • Problèmes à résoudre par le poste à poste
• Protection et sécurité
  • Protection
    • Un parangon de protection : Multics
      • Les dispositifs de protection de Multics
  • Sécurité
    • Menaces, risques, vulnérabilités
    • Principes de sécurité
    • Chiffrement
      • Chiffrement symétrique : DES
      • Diffie, Hellman et l'échange de clés
      • Le chiffrement asymétrique : algorithme RSA
    • Pretty Good Privacy (PGP) et signature
      • L'attaque par le milieu (Man in the middle)
      • Signature
    • Usages du chiffrement : IPSec et VPN
    • Annuaire électronique et gestion de clés
    • Sécurité d'un site en réseau
      • Découpage et filtrage
    • Les CERT (Computer Emergency Response Teams)
      • Organisation des CERT's
      • Faut-il publier les failles de sécurité ?
• De Multics à Unix et au logiciel libre
  • Un échec plein d'avenir
  • Où l'on commence à rêver à Unix
  • Les hommes d'Unix
  • Introduction à la démarche unixienne
  • Dissémination d'Unix
    • Un système exigeant
    • Naissance d'une communauté
    • Le schisme
  • Aux sources du logiciel libre
    • Principes
    • Préhistoire
    • Précurseurs
    • Économie du logiciel
    • Modèle du logiciel libre
    • Une autre façon de faire du logiciel
    • Linux
• Au-delà du modèle de von Neumann
  • Introduction
  • Architectures révolutionnaires
    • SIMD (Single Instruction Multiple Data)
    • Architectures cellulaires et systoliques
    • MIMD (Multiple Instructions Multiple Data)
  • Architectures réformistes
    • Séquence d'exécution d'une instruction
    • Le pipe-line
      • Principe du pipe-line
      • Cycle de processeur, fréquence d'horloge
      • Processeurs asynchrones
      • Apport de performances par le pipe-line
      • Limite du pipe-line : les branchements
      • Limite du pipe-line : les interruptions
    • RISC, CISC et pipe-line
    • Micro-code : le retour
    • Super-scalaire
    • Architecture VLIW (Very Long Instruction Word)
      • Parallélisme explicite
      • Élimination de branchements
      • Optimisation des accès mémoire : chargement anticipé
      • De la programmation VLIW
• Machines virtuelles et micro-noyaux
  • Notion de machine virtuelle
    • Émulation et machines virtuelles
    • De CP/67 à VM/CMS
    • Java
  • Les activités (threads)
    • Séparer le fil d'exécution des ressources allouées
    • Définition de l'activité (thread)
    • Avantages procurés par les activités
    • Implémentation des activités
      • Activités en mode utilisateur
      • Activités en mode noyau
    • Inconvénients des activités
  • Micro-noyaux
    • Chorus
    • Mach
    • Eumel, L3, L4
    • Conclusion sur les micro-noyaux
• Micro-informatique
  • Naissance et essor d'une industrie
  • Quel système pour les micro-ordinateurs ?
    • Élégie pour CP/M
    • De MS-DOS à Windows
      • Les années IBM et MS-DOS
      • Le schisme entre OS/2 et Windows
      • Windows NT et 95
      • Faiblesses de Windows 95
      • Atouts de Windows NT
      • Insuccès de Windows NT
      • Windows 2000
    • Une alternative : MacOS
    • Autre alternative : Unix
• Numération binaire
  • Définitions
  • Petits exemples binaires
  • Conversion entre bases quelconques
  • Représentation informatique des nombres entiers
    • Principe de représentation
    • Notation hexadécimale
  • Types fractionnaires
    • Les « réels »
    • Principe de représentation
    • Exemple
• Semi-conducteurs et circuits logiques
  • Transistor
  • Algèbre de Boole
  • Réalisation des opérations booléennes
    • Circuit NON
    • Circuit OU
    • Circuit ET
    • Complétude de cette réalisation
  • Construction de l'arithmétique
  • Construction de la mémoire
• Index
• Références

Ce document a été traduit de L^AT_EX par H^EV^EA et H^AC^HA.