Qu'est-ce qu'un système d'exploitation ? Types de systèmes d'exploitation et fonctions

Si vous êtes comme moi, vous avez au moins 20 onglets de navigateur ouverts, ainsi que quelques feuilles de calcul et probablement de la musique.

Vous vous êtes déjà demandé comment votre ordinateur ne manque jamais de mémoire ou de stockage tout en exécutant tous ces programmes ? Tout le monde a déjà eu des ordinateurs qui se figent, mais en général, ils répondent bien aux commandes. Grâce aux systèmes d'exploitation (OS), nous pouvons communiquer avec eux même si nous ne savons pas parler leur langage.

Un système d'exploitation est un programme qui, après le programme de démarrage, gère toutes les applications informatiques. Les programmes d'application demandent des services au système d'exploitation en utilisant des interfaces de programmation d'application (API). Les utilisateurs s'appuient sur des interfaces utilisateur telles qu'une interface en ligne de commande (CLI) ou une interface utilisateur graphique (GUI) pour interagir avec le système d'exploitation.

Les utilisateurs de logiciels et les développeurs adorent les systèmes d'exploitation pour deux raisons. Premièrement, un système d'exploitation ne dépend pas de l'interface utilisateur de l'application. Deuxièmement, les systèmes d'exploitation peuvent facilement gérer les fonctionnalités de bas niveau des ordinateurs, y compris les interfaces réseau et le stockage sur disque. Sans système d'exploitation, les applications devraient comporter des interfaces utilisateur, ce qui entraînerait des tailles d'application plus importantes et un développement logiciel complexe.

Aujourd'hui, les systèmes d'exploitation utilisent des pilotes de périphériques pour fournir des services spécifiques à l'environnement matériel. Lorsqu'une application appelle le périphérique de stockage, le système d'exploitation utilise le pilote correspondant pour convertir l'appel en commandes nécessaires au matériel sous-jacent. Étant donné que toutes les applications accèdent aux mêmes ressources et services, les systèmes d'exploitation peuvent desservir d'innombrables applications.

Les ordinateurs sont généralement préchargés avec les systèmes d'exploitation à usage général suivants, mais vous pouvez également les mettre à niveau.

• Microsoft Windows est derrière les ordinateurs domestiques et professionnels depuis des années. Il est préchargé sur la majorité des ordinateurs personnels. Après avoir rendu la première version disponible dans les années 1980, Microsoft a lancé différentes versions de Windows, y compris des versions populaires comme Windows 7 et Windows 10.
• macOS est un autre système d'exploitation populaire disponible sur les ordinateurs Macintosh d'Apple. Les versions populaires incluent macOS Sierra pour les ordinateurs de bureau et Apple iOS pour les mobiles.
• Oracle Linux est un système d'exploitation open-source gratuit populaire parmi les développeurs de logiciels et les professionnels de l'intelligence d'affaires.

Si vous voulez en savoir plus sur la façon dont les systèmes d'exploitation gèrent les ressources logicielles et matérielles, cet article est pour vous.

Les systèmes d'exploitation sont le logiciel le plus essentiel sur votre ordinateur. Que vous jouiez à des jeux informatiques ou utilisiez des applications Microsoft 365, chaque programme a besoin d'un environnement pour fonctionner et accomplir son travail prévu. Les systèmes d'exploitation assurent une utilisation efficace du matériel, rendant les systèmes informatiques pratiques à utiliser.

Il est temps de plonger profondément dans les fonctions d'un système d'exploitation.

Quelles sont les fonctions d'un système d'exploitation ?

Vous savez maintenant qu'un système d'exploitation agit comme une interface entre le matériel et le logiciel de l'ordinateur. Il effectue des tâches de base comme le démarrage de votre appareil, son arrêt et la gestion de ses fichiers, mais il y a plus que ce que l'on voit. Découvrez les fonctions courantes du système d'exploitation ci-dessous.

Gestion des fichiers

La gestion des fichiers implique la création, l'ouverture, la fermeture, la mise à jour, la suppression et l'organisation des fichiers et des répertoires. Les systèmes d'exploitation définissent également la gestion des rôles et des accès utilisateur. Par exemple, vous pouvez vouloir garder un fichier avec une autorisation en lecture seule pour que les utilisateurs non autorisés ne puissent pas le modifier ou le supprimer.

Gestion des périphériques

La plupart des utilisateurs s'appuient sur des périphériques comme les souris, les imprimantes et les claviers pour entrer des informations dans leurs ordinateurs. En retour, ces périphériques matériels s'appuient sur leurs pilotes respectifs pour fonctionner. Un système d'exploitation utilise un contrôleur d'entrée/sortie (E/S) pour gérer ces pilotes de périphériques et garder vos appareils connectés à votre ordinateur.

Les systèmes d'exploitation contrôlent également le comportement de ces appareils. Par exemple, vous pouvez vouloir déplacer la souris d'un écran à l'autre, mais vous ne pourrez pas le faire à moins qu'un OS vous permette de modifier les paramètres de l'appareil. De plus, un OS vous permet d'installer des mises à jour de périphériques et d'allouer des appareils à certains processus.

Gestion des processus

Peu importe que vous créiez un tableau de bord ou jouiez à un jeu – tout ce que vous faites sur votre ordinateur est un processus. Les systèmes d'exploitation passent en mode multitâche lorsque vous faites plusieurs choses en même temps. Ils synchronisent les processus et leur offrent les ressources nécessaires. Un OS désalloue également les ressources une fois qu'un processus est terminé.

Gestion de la mémoire

Lorsque vous allumez un ordinateur, le système d'exploitation se charge en mémoire pour allouer de la mémoire aux programmes. La mémoire principale ou principale se compose de grands tableaux de mots ou d'octets, chacun avec une adresse.

Un OS suit comment différentes applications utilisent ces octets de mémoire. L'objectif ultime est de s'assurer qu'aucune application ou processus unique ne prend trop d'espace mémoire et ne ralentit votre machine. Les systèmes d'exploitation peuvent également déplacer des données et supprimer des fichiers pour créer de l'espace pour les processus.

Un OS multiprogrammation exécute de nombreuses applications sur un ordinateur à processeur unique. Ces systèmes d'exploitation décident de l'ordre dans lequel les processus accèdent à la mémoire. L'OS désalloue la mémoire à la fin d'un processus ou lors de l'exécution d'une opération d'E/S.

Comptabilité des tâches

Les systèmes d'exploitation suivent également l'utilisation des ressources informatiques. Avoir une vue d'ensemble des applications qui utilisent quelles ressources signifie que vous pouvez résoudre les problèmes de performance ou même repérer les installations de logiciels non autorisées. De plus, les administrateurs système utilisent la comptabilité des tâches pour suivre l'utilisation du système, les processus problématiques et la facturation, le tout basé sur l'utilisation des ressources.

Types de systèmes d'exploitation

Passons en revue certains des types de systèmes d'exploitation les plus populaires.

1. Système d'exploitation par lots : Ce système d'exploitation traite les tâches qui partagent les mêmes exigences sous forme de "lots". Il exécute chaque tâche selon le principe du premier arrivé, premier servi. Ces systèmes d'exploitation s'appuient sur des opérateurs pour regrouper des tâches similaires. Les systèmes de paie ou les relevés bancaires utilisent ces systèmes d'exploitation.

2. Systèmes d'exploitation à temps partagé : Également connus sous le nom de systèmes multitâches, les systèmes d'exploitation à temps partagé donnent à chaque tâche une certaine quantité de temps pour l'exécution. À la fin de l'intervalle de temps, l'OS passe à la tâche suivante. Les exemples courants de systèmes d'exploitation à temps partagé incluent Multics et Unix. Ces systèmes d'exploitation réduisent le temps d'inactivité puisque chaque processus a une chance égale d'exécution.

3. Systèmes d'exploitation distribués : Ce sont des collections de nœuds informatiques interconnectés qui partagent un réseau de communication entre eux. Les systèmes faiblement couplés ou distribués s'appuient sur différents ordinateurs autonomes et CPU pour exécuter des tâches. LOCUS est un système d'exploitation distribué développé à l'Université de Californie, Los Angeles (UCLA) dans les années 1980.

4. Systèmes d'exploitation en réseau : Ceux-ci gèrent les fonctions de mise en réseau, les applications et la sécurité sur les réseaux privés. Également connus sous le nom de systèmes étroitement couplés, ce type d'OS dépend de serveurs centralisés pour offrir aux utilisateurs un accès partagé aux fichiers, à la sécurité et à l'impression, entre autres fonctions. Vous pouvez également intégrer à distance de nouveaux matériels et technologies dans le système de serveur. Microsoft Windows Server 2003 est un système d'exploitation en réseau.

5. Systèmes d'exploitation en temps réel (RTOS) : Un système d'exploitation en temps réel bascule entre plusieurs tâches de programmation individuelles en utilisant un seul cœur de traitement. L'intervalle de temps ou le temps de réponse nécessaire pour traiter l'entrée est plus court. En conséquence, vous pouvez basculer rapidement entre les tâches. Le RTOS est différent des systèmes d'exploitation que vous utilisez tous les jours. Les processus liés au temps comme les systèmes de contrôle du trafic aérien, les opérations de missiles et les systèmes multimédias en réseau utilisent le RTOS.

6. Systèmes d'exploitation mobiles : Un OS mobile alimente les appareils portables, les tablettes, les smartphones et autres appareils numériques portatifs. Android et Apple iOS sont les deux systèmes d'exploitation mobiles les plus couramment utilisés.

Maintenant, nous allons examiner les différents composants qui aident un OS à effectuer des tâches.

Composants d'un système d'exploitation

Bien que la plupart des systèmes d'exploitation aient des structures différentes, ils utilisent des composants similaires pour effectuer des opérations logiques. Découvrez-les ci-dessous.

• Gestion des processus traite de plusieurs processus simultanés s'exécutant sur un système d'exploitation. Un OS alloue de la mémoire aux applications pour qu'elles fonctionnent efficacement. Les activités de gestion des processus incluent la création, la suspension, la reprise, la synchronisation et la communication.
• Gestion des périphériques d'E/S cache les spécificités matérielles aux utilisateurs. Au lieu de cela, il donne aux utilisateurs des détails abstraits pour faciliter l'utilisation. Ce composant, qui fournit le code du pilote de périphérique et gère les mémoires des périphériques, est également responsable du cache tampon du système (une ressource mémoire qui médie le transfert de données).
• Gestion des fichiers implique la gestion des dispositifs de stockage de masse (pensez aux disques durs ou aux disques durs) et l'organisation de leur contenu pour l'accessibilité. Un OS effectue diverses activités de gestion des fichiers telles que la création et la suppression de répertoires, la manipulation de fichiers et la sauvegarde.
• Gestion du réseau est le processus de gestion et d'administration d'un réseau informatique. Un OS peut effectuer des fonctions de maintenance de la qualité de service, d'analyse des pannes, de gestion de la sécurité du réseau et de surveillance des performances.
• Gestion de la mémoire principale maximise l'utilisation de la mémoire d'un système informatique en offrant un stockage rapide à un CPU. La mémoire principale est un grand tableau de stockage avec une adresse, mais elle peut perdre son contenu en cas de panne du système ou de coupure de courant. La gestion de la mémoire aide un OS à suivre l'utilisation de la mémoire et à charger de nouveaux processus lorsque la mémoire devient disponible.
• Gestion du stockage secondaire soutient la mémoire principale et aide à l'exécution des processus. La plupart des ordinateurs utilisent des disques pour stocker des données pour des programmes comme les formateurs, les compilateurs et les assembleurs. Ces programmes sont stockés sur disque jusqu'à ce qu'ils soient chargés en mémoire. Les activités courantes de gestion des disques incluent la planification des disques, l'allocation de stockage et la gestion de l'espace libre.
• Gestion de la sécurité garantit que chaque programme, processus ou utilisateur n'accède qu'aux ressources autorisées. Par exemple, la mémoire matérielle ne peut exécuter des tâches que dans son propre espace d'adresse. Ce mécanisme utilise un minuteur pour empêcher les processus de prendre le contrôle du CPU. La gestion de la sécurité empêche également les processus de faire fonctionner leurs propres périphériques d'E/S.
• Système d'interprétation des commandes appelle un ou plusieurs programmes système pour exécuter les commandes utilisateur. Les instructions de contrôle donnent souvent ces commandes au système d'exploitation. Les programmes lisent et interprètent ensuite les instructions de contrôle pour une exécution automatique.

Avantages des systèmes d'exploitation

Vous ne pouvez pas faire fonctionner un système informatique sans OS, mais comment les systèmes d'exploitation vous bénéficient-ils spécifiquement ? Un bon OS :

• Agit comme une interface entre les utilisateurs et le matériel informatique. Un système d'exploitation vous permet de saisir des données, d'effectuer des opérations et d'obtenir les résultats souhaités. Peu importe la complexité d'une tâche, un OS vous aide à communiquer avec un système informatique sans que vous ayez à parler son langage.
• Partage des ressources entre plusieurs utilisateurs et appareils. Vous pouvez partager des ressources serveur avec des modems, des télécopieurs et des imprimantes, et d'autres utilisateurs peuvent partager des informations avec vous via le courrier et les applications.
• Ne nécessite pas que vous écriviez du code. Comme les systèmes d'exploitation utilisent des interfaces utilisateur graphiques (GUI), vous n'avez pas besoin d'embaucher des programmeurs ou de connaître des langages de programmation pour exécuter des tâches.
• Protège les données avec l'authentification utilisateur. Les systèmes d'exploitation modernes utilisent plusieurs processus d'authentification tels que la vérification biométrique, le nom d'utilisateur et le mot de passe, ou l'authentification par objet physique pour empêcher l'accès non autorisé aux données.
• Maintient les systèmes à jour. Les systèmes d'exploitation protègent également votre système contre les attaques de virus et les bugs en constante évolution grâce à des mises à jour fréquentes.
• Vous permet d'effectuer plusieurs tâches à la fois. Vous pouvez facilement multitâcher et interagir avec différents programmes informatiques simultanément, grâce à la planification du CPU et à la multiprogrammation.

Meilleurs systèmes d'exploitation en 2024

Les meilleurs systèmes d'exploitation vous permettent de faire fonctionner facilement des programmes simultanés tout en gérant le CPU, les logiciels et le matériel. Découvrez les meilleurs systèmes d'exploitation ci-dessous.

Pour être inclus dans cette catégorie, un logiciel de système d'exploitation doit :

• Exécuter des applications simultanément
• Gérer les logiciels et le matériel des appareils
• Travailler avec le CPU pour allouer la mémoire et le stockage

*Ces cinq principaux systèmes d'exploitation proviennent du rapport Grid® de l'automne 2024 de G2. Certains avis peuvent être édités pour plus de clarté.

1. Windows 11

Windows 11 est le dernier OS de Microsoft, conçu avec un look et une sensation nouveaux pour améliorer la productivité et la créativité des utilisateurs. Doté d'un menu Démarrer repensé, de bureaux virtuels améliorés et de dispositions d'accrochage, Windows 11 offre une expérience utilisateur simplifiée.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

"Ce que j'aime le plus dans Windows 11, c'est son interface utilisateur modernisée et ses fonctionnalités de productivité améliorées. Le menu Démarrer et la barre des tâches centrés créent un look plus propre et plus organisé, tandis que la fonctionnalité Snap Layouts améliore considérablement les capacités de multitâche. De plus, les améliorations globales des performances rendent le système plus rapide et plus réactif, offrant une expérience utilisateur plus fluide."

— Avis sur Windows 11, Nilesh C.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

"Une chose que j'ai remarquée depuis que j'ai mis à niveau vers Windows 11, c'est que ma RAM est presque pleine. Cela prend plus de temps de calcul que Windows 10, ce qui entraîne parfois des plantages de Windows.

— Avis sur Windows 11, Deepesh S.

2. Windows 10

Windows 10 de Microsoft est un système d'exploitation leader qui est facile à utiliser, sûr et intégrable.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

"C'est un système d'exploitation basé sur une interface graphique agréable avec toutes les fonctionnalités nécessaires pour les tâches quotidiennes. Il dispose d'une bonne installation de support et est également très bon pour les jeux. J'ai aimé le support des pilotes pour tous les types d'appareils. Microsoft Office est la meilleure application que Microsoft ait jamais créée."

— Avis sur Windows 10, Ujjwal A.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

"Certaines applications indésirables s'installent automatiquement, ce qui est un problème de confidentialité. Les anciens programmes et jeux peuvent ne plus fonctionner sur ce dernier système d'exploitation Windows de Microsoft."

— Avis sur Windows 10, Syed Khalid M.

3. Apple iOS

Apple iOS est un système d'exploitation mobile avancé qui alimente les appareils mobiles Apple. Il dispose d'une interface simple et d'une sécurité robuste.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

"Les mesures de sécurité déjà intégrées à iOS en font l'une des plateformes les plus puissantes. Les utilisateurs peuvent compter sur elle pour accomplir les tâches quotidiennes et sauvegarder des informations privées en toute confiance."

— Avis sur Apple iOS, Adnan S.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

"Le prix est assez élevé, ce qui est compréhensible, mais leur matériel pourrait être un peu plus robuste. J'ai également détesté qu'ils aient supprimé la prise casque il y a des années, mais c'est une petite plainte."

— Avis sur Apple iOS, Amanda R.

4. Chrome OS

Chrome OS, développé par Google, est un système d'exploitation léger spécialement conçu pour la simplicité, la rapidité et la sécurité. Il est construit autour du navigateur Chrome et utilise des applications basées sur le cloud, ce qui en fait un choix idéal pour les utilisateurs qui dépendent fortement des services Web.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

"J'apprécie l'expérience transparente que les paramètres et les profils Chrome offrent, car ils sont synchronisés sans effort sur les appareils. La possibilité de se connecter à n'importe quel appareil Chrome en utilisant mon compte Google et de reprendre instantanément là où je m'étais arrêté en quelques secondes est un changement radical."

— Avis sur Chrome OS, Frantz C.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

"Certaines applications Web Google ne fonctionnent pas sur cet OS. L'intégration en temps réel est une tâche assez chronophage dans Google OS. Il a un stockage très limité de 15 Go, ce qui aurait pu être plus pour les utilisateurs."

— Avis sur Chrome OS, Shantanu R.

5. Red Hat Enterprise Linux

Red Hat Enterprise Linux (RHEL) est un système d'exploitation d'entreprise leader, réputé pour ses performances, sa sécurité et sa stabilité. Développé par Red Hat, RHEL est conçu pour être utilisé dans divers environnements, des déploiements cloud aux centres de données traditionnels.

Ce que les utilisateurs aiment le plus :

"Redhat, alias RHEL, est le meilleur environnement OS Linux que quiconque peut utiliser dans ses environnements d'entreprise. C'est principalement à cause du support et de la sécurité qu'il offre. Il fournit fréquemment des correctifs pour tous les bugs identifiés et peut être utilisé pour déployer, tester et modifier facilement tout type de package basé sur Linux. Vous pouvez déployer cet OS en utilisant très peu de ressources matérielles, et si vous êtes un amateur de CLI, c'est le produit que vous devez choisir."

— Avis sur RHEL, Dulana R.

Ce que les utilisateurs n'aiment pas :

"Il n'est pas facile à installer avec seulement des documents. La gestion des packages, des permissions et des erreurs est difficile. Identifier les dépendances de certains packages et trouver leurs dépendances pourrait être plus simple."

— Avis sur RHEL, Asif A.

Choisissez ce qui vous convient

Connaître vos besoins est important avant de choisir un système d'exploitation parmi les nombreuses options open-source, gratuites et payantes disponibles. Un développeur a des exigences différentes de celles d'un joueur. Peu importe ce que vous faites, choisissez un système d'exploitation qui gère la mémoire, protège votre vie privée et correspond à votre budget.

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Cet article a été publié à l'origine en 2023. Il a été mis à jour avec de nouvelles informations.