Quel que soit le type d'appareil sur lequel vous travaillez, le système d'exploitation (OS) en est le cœur. Il gère la mémoire de l'appareil, les processus et tout logiciel installé.
Votre OS coordonne toutes les pièces mobiles de l'appareil, du processeur central (CPU) à la mémoire et au stockage. Bien que la plupart des OS soient livrés avec des matériaux préinstallés, les optimiser à l'aide de fonctions de gestion de la mémoire est essentiel pour allouer et libérer des blocs de mémoire sur l'appareil.
Qu'est-ce que la gestion de la mémoire ?
La gestion de la mémoire est une fonction au sein d'un appareil qui subdivise l'utilisation de la mémoire principale, ou mémoire vive (RAM), par le système d'exploitation. Elle sépare également les opérations entre la mémoire principale et le stockage secondaire pendant l'exécution des logiciels et des applications.
La gestion de la mémoire vise à rendre l'OS plus efficace en allouant et en libérant de la mémoire avant et après l'exécution des processus. Pendant ce processus, l'unité de gestion de la mémoire (MMU) traduit les adresses virtuelles en adresses physiques, permettant un accès transparent à la mémoire allouée à travers différents processus.
Si une application n'a pas assez de mémoire, le système d'exploitation passera à l'échange de données entre la RAM et l'espace disque. Cela peut considérablement ralentir la vitesse de l'ordinateur, rendant la gestion de la mémoire essentielle pour maintenir un appareil bien fonctionnant.
Types de mémoire OS
Les techniques de gestion de la mémoire doivent être utilisées sur la mémoire de l'ordinateur au sein de la mémoire principale, qui est généralement temporaire et représente une capacité de stockage plus petite.
Il existe quatre principaux types de système d'exploitation que tous les appareils utilisent :
- Registre CPU. Les registres CPU à haute vitesse sont temporaires et utilisés pour instruire d'autres parties de l'OS. Les fichiers contenus dans ceux-ci sont lus et réécrits à plusieurs reprises à mesure que différents processus sont déclenchés.
- Mémoire cache. Cette mémoire est un niveau entre le CPU et la mémoire principale. Elle est beaucoup plus rapide que la mémoire principale et est utilisée pour compenser les vitesses de traitement inégales de la mémoire principale et du registre CPU. Les caches sont également temporaires mais peuvent stocker des informations plus longtemps que le registre CPU pour accélérer les temps de traitement internes.
- Mémoire principale ou primaire. La mémoire principale est un processeur externe qui fonctionne avec des programmes et des données actifs. En raison de sa plus grande capacité, les temps de traitement sont plus lents que ceux du registre CPU et de la mémoire cache.
- Mémoire secondaire. Ce type de mémoire a la plus grande capacité de stockage de données mais est généralement une source externe telle qu'un disque dur, une clé USB ou une carte mémoire. En raison de leur taille de stockage, ceux-ci ont les temps d'accès les plus longs, donc la gestion de la mémoire se concentre généralement sur l'optimisation de l'utilisation de l'espace d'adressage virtuel.
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Techniques de gestion de la mémoire
Pour rendre un système d'exploitation plus efficace, la gestion de la mémoire est essentielle pour transférer des données entre l'espace disque physique et virtuel. Des problèmes comme la fragmentation externe, où la mémoire disponible est séparée en segments plus petits qui deviennent inutilisables, peuvent dégrader les performances. La mise en œuvre de stratégies spécifiques de gestion de la mémoire aide à éviter de tels problèmes.
Segmentation
En utilisant cette méthode de gestion de la mémoire, les programmes peuvent être divisés en segments pour allouer les parties les plus optimales de l'OS. Ces segments sont suivis à l'aide de leur adresse mémoire, permettant à l'OS de ne charger que les parties requises de chaque programme plutôt que l'application entière. Bien que ce soit l'une des meilleures méthodes d'économie d'espace, cela peut augmenter le temps de traitement à l'exécution.
Pagination
La mémoire physique peut également être divisée en petits blocs fixes appelés pages. Les programmes dans ces blocs ont leur propre table de pages pour mapper l'adresse de la mémoire physique et virtuelle qu'ils occupent. C'est l'un des moyens les plus efficaces de stockage de la mémoire.
Cette technique réduit la fragmentation de la mémoire et permet une réallocation efficace de la mémoire inutilisée en garantissant que l'OS peut allouer de la mémoire par petits incréments plutôt que par de plus grands blocs fonctionnant en continu sur le système. De nouvelles pages peuvent être ajoutées au fur et à mesure des besoins pour les programmes nécessitant de la mémoire supplémentaire.
Mémoire virtuelle
La mémoire virtuelle est conçue pour exécuter des programmes plus grands que la RAM physique ne peut gérer. Pendant l'échange, la mémoire de l'application peut être temporairement transférée de la RAM au disque dur de mémoire virtuelle pour libérer de l'espace. Les unités de gestion de la mémoire avancées (MMU) sont essentielles pour gérer efficacement l'espace d'adressage virtuel, garantissant de meilleures performances du système.
Collecte des ordures
Certaines langues de programmation modernes, telles que Java, s'appuient sur la collecte des ordures pour libérer automatiquement la mémoire qui n'est plus utilisée. Un collecteur d'ordures identifie et élimine les blocs de mémoire inutilisés, réduisant le risque de fuites de mémoire et améliorant l'efficacité globale.
Avantages de la gestion de la mémoire dans l'OS
L'optimisation de la mémoire au sein d'un système d'exploitation présente de nombreux avantages, tant du point de vue opérationnel de l'appareil que pour améliorer et enrichir l'expérience de travail de l'utilisateur.
- Amélioration de la vitesse de l'appareil. Des techniques comme la pagination et la collecte des ordures permettent une meilleure utilisation de la mémoire disponible, améliorant les performances globales du système et les temps d'exécution.
- Optimisation de l'allocation de la mémoire. La segmentation permet une meilleure allocation de la mémoire allouée. Avec la gestion de la mémoire, ces allocations peuvent être mieux organisées pour que l'appareil fonctionne aussi efficacement que possible.
- Prévention des fuites de mémoire. Les fuites de mémoire peuvent considérablement ralentir l'OS car les applications ne parviennent pas à libérer la mémoire inutilisée. Les systèmes de gestion avancés comme malloc et les techniques de désallocation aident à atténuer ce problème.
- Amélioration de la sécurité du système. L'optimisation de la mémoire par segmentation et pagination réduit l'accès non autorisé aux emplacements de mémoire sensibles, améliorant la sécurité globale du système.
Applications réelles de la gestion de la mémoire
Certains des cas d'utilisation les plus courants de la gestion de la mémoire incluent :
1. Virtualisation et informatique en nuage
La gestion de la mémoire est essentielle dans les environnements virtualisés, où plusieurs machines virtuelles (VM) partagent des ressources physiques. Des technologies comme Kubernetes s'appuient sur la gestion de la mémoire pour allouer efficacement les ressources à travers les conteneurs.
2. Applications intensives en données
L'analyse des big data et les modèles d'entraînement de l'IA nécessitent de vastes quantités de mémoire. Une gestion efficace de la mémoire optimise l'allocation de la mémoire à l'exécution pour assurer une exécution fluide des applications.
3. Jeux et systèmes haute performance
Les applications de jeux exigent une allocation de mémoire en temps réel pour un gameplay fluide. Les techniques de gestion de la mémoire minimisent la latence et optimisent les performances dans des scénarios intensifs en ressources.
Meilleurs systèmes d'exploitation pour la gestion de la mémoire
Les systèmes d'exploitation sont le cerveau d'un système informatique—sans eux, l'appareil est effectivement inutile. Que vous travailliez sur un PC, un ordinateur portable, une tablette ou un smartphone, l'OS est une partie essentielle du système qui permet aux programmes et applications de fonctionner simultanément.
Pour être inclus dans la catégorie des systèmes d'exploitation, les plateformes doivent :
- Gérer le logiciel et le matériel externe d'un appareil
- Permettre l'utilisation simultanée d'applications
- Se connecter avec le processeur central pour l'allocation de la mémoire et du stockage
* Ci-dessous se trouvent les cinq principales solutions logicielles de systèmes d'exploitation du rapport Grid de l'automne 2024 de G2. Certains avis peuvent être édités pour plus de clarté.
1. Windows 11
Windows 11 est un système d'exploitation développé par Microsoft et publié pour un usage public en octobre 2021. Construit sur les fondations de Windows 10, il offre des contrôles tactiles améliorés, des fonctionnalités de sécurité renforcées, une IA générative et assistive intégrée, et des protections de la puce au cloud.
Ce que les utilisateurs aiment le plus :
« L'interface graphique de Windows 11 est très conviviale et claire en ce qui concerne la navigation. La gestion de la mémoire et l'équilibrage de la charge sont correctement gérés et efficacement optimisés pour cette version de Windows. La gestion des tâches de cet OS est telle qu'elle empêche le plantage des applications, et même si cela se produit, elle sauvegarde automatiquement jusqu'au dernier point de contrôle, ce qui aide à prévenir la perte de données dans mon travail. »
- Windows 11 Review, Shrajan Gupta G.
Ce que les utilisateurs n'aiment pas :
« En tant que développeur, j'ai un gros problème avec ce nouveau système d'exploitation car je prenais généralement 5 à 6 heures pour entraîner mon modèle ML sur Windows 11. Il a planté tellement de fois et a pris plus de temps pour entraîner un modèle ML. »
- Windows 11 Review, Shivam M.
2. Apple iOS
En tant que principal OS pour les appareils Apple, iOS est un système d'exploitation mobile avancé qui a une interface facile à utiliser et une sécurité des données intégrée pour les applications et les programmes. La première itération a été publiée en 2007. Il fonctionne dans un écosystème fermé, ce qui signifie que d'autres entreprises ne peuvent intégrer leurs programmes que par le biais de l'App Store officiel d'Apple.
Ce que les utilisateurs aiment le plus :
« iOS est connu pour sa mise en page propre et élégante, ce qui le rend facile à naviguer pour les utilisateurs. De plus, iOS est connu pour ses performances fluides, et surtout, iOS est reconnu pour ses fonctionnalités de sécurité robustes. Apple met l'accent sur la confidentialité des utilisateurs, met en œuvre des mesures de cryptage et fournit des mises à jour de sécurité régulières pour protéger les données des utilisateurs. »
- Apple iOS Review, May Anntonette M.
Ce que les utilisateurs n'aiment pas :
« Un aspect que certains utilisateurs trouvent limitant à propos de l'iOS d'Apple est son écosystème fermé. Bien que l'intégration étroite entre les appareils Apple puisse être bénéfique, cela signifie également que les utilisateurs ont moins de flexibilité et de contrôle par rapport à d'autres systèmes d'exploitation. »
- Apple iOS Review, Shruti S.
3. Chrome OS
Chrome OS est le système d'exploitation basé sur Linux de Google, alimentant les Chromebooks et autres appareils Chrome. L'OS est connu pour démarrer rapidement, avoir des mises à jour automatiques et peut durer jusqu'à 12 heures sur une seule charge. Il dispose également de mesures de sécurité intégrées pour protéger les utilisateurs contre les attaques de ransomware et les virus.
Ce que les utilisateurs aiment le plus :
« J'aime la facilité avec laquelle il est possible de rechercher du contenu ou des images sur Chrome, et j'aime la façon dont vous pouvez facilement enregistrer de l'audio pour que Chrome recherche. Google Chrome semble être un OS bien meilleur et plus pertinent que Firefox ou Edge, et j'utilise tout le temps Google Maps de Chrome pour naviguer vers de nouvelles zones et voir ce qui est ouvert près de moi. »
- Chrome OS Review, Rebekah B.
Ce que les utilisateurs n'aiment pas :
« Certaines des applications Web de Google ne fonctionnent pas sur cet OS. L'intégration en temps réel est une tâche assez longue dans Google OS. Il a un stockage très limité de 15 Go, ce qui aurait pu être plus pour les utilisateurs. »
- Chrome OS Review, Shantanu R.
4. Red Hat Enterprise Linux
En tant que principal OS open-source commercial, Red Hat Enterprise Linux offre des abonnements gratuits aux entreprises commerciales ou à des fins de développement. Il existe également des versions académiques et l'option principale du serveur de développement. Vous pouvez déployer et exécuter des applications de n'importe où tout en profitant d'une base stable et flexible qui prend en charge le développement de cloud hybride.
Ce que les utilisateurs aiment le plus :
« En tant qu'utilisateur de longue date de Red Hat Linux, j'ai trouvé les outils et les systèmes de gestion que Red Hat fournit cruciaux pour maintenir un déploiement stable et cohérent. Red Hat fait également beaucoup de travail de développement open source qui remonte "en amont" pour bénéficier à tout l'écosystème Linux. »
- Red Hat Enterprise Linux Review, Andres G.
Ce que les utilisateurs n'aiment pas :
« Pas facile à installer avec seulement des documents. La gestion des paquets, des permissions et des erreurs est difficile à gérer. Identifier les dépendances de certains paquets et les trouver pourrait être plus simple. »
- Red Hat Enterprise Linux Review, Asif A.
5. macOS Sierra
macOS Sierra était un système d'exploitation publié pour les appareils de bureau et portables Apple en 2016. Bien qu'il ne fournisse plus de mises à jour de sécurité, de nombreux appareils Apple fonctionnent encore sur ce système. Cet OS offre un stockage optimisé et l'assistant intelligent Siri directement depuis le dock, la barre de menu ou le raccourci clavier.
Ce que les utilisateurs aiment le plus :
« macOS Sierra a Siri intégré. Nous pouvons déverrouiller le MacBook en utilisant une Apple Watch, ce qui le rend facile à utiliser. Le multitâche est possible grâce à sa fonctionnalité image dans l'image. »
- macOS Sierra Review, Jagadale S.
Ce que les utilisateurs n'aiment pas :
« Comme toute mise à jour logicielle majeure, macOS Sierra a eu son lot de problèmes de compatibilité avec certains matériels et applications logicielles plus anciens. Les utilisateurs avec des Macs plus anciens ou des logiciels spécialisés ont pu rencontrer des défis. »
- macOS Sierra Review, Ej C.
Faites durer votre mémoire
Exécuter plusieurs programmes et applications à la fois fait souvent partie de votre quotidien, alors accélérez vos processus et profitez d'un système d'exploitation plus efficace avec des techniques de gestion de la mémoire. Vous vous retrouverez bientôt avec un appareil bien optimisé pour vos besoins, rendant votre journée de travail beaucoup plus facile.
Connectez vos appareils aux meilleures solutions de stockage cloud hybride et libérez de la mémoire physique et virtuelle sur vos ordinateurs, téléphones et tablettes.
Holly Landis
Holly Landis is a freelance writer for G2. She also specializes in being a digital marketing consultant, focusing in on-page SEO, copy, and content writing. She works with SMEs and creative businesses that want to be more intentional with their digital strategies and grow organically on channels they own. As a Brit now living in the USA, you'll usually find her drinking copious amounts of tea in her cherished Anne Boleyn mug while watching endless reruns of Parks and Rec.
