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L'OS se charge de la gestion de tous les logiciels d'un ordinateur, d'un téléphone portable ou d'un autre appareil informatique. Il nécessite des mises à jour continuelles pour corriger les éventuels problèmes et améliorer la performance de l'appareil.
Pour faire fonctionner les ordinateurs, Microsoft a Windows, tout comme Apple a macOS. Lorsqu'il s'agit d'appareils mobiles, Google a Android, Apple a iOS et Samsung, One UI. Ce sont des systèmes d'exploitation ou OS. C'est le système qui gère les applications au sein de l'appareil. Ceux qu'on vient de citer font partie de systèmes à usage général et mobile. Mais il en existe d'autres types de systèmes qu'on va découvrir dans ce dossier. Mais avant, il convient de savoir comment ça marche. Quel est son véritable rôle dans l'informatique ?
OS : qu'est-ce qu'un système d'exploitation ?
Le système d'exploitation est en fait le programme qui se charge de la gestion de tous les autres programmes de logiciels d'un ordinateur. On peut dire que c'est l'épine dorsale de l'ordinateur. Cependant, ce n'est pas le seul type d'appareil qui s'appuie sur un tel système. En général, les appareils numériques tels que les smartphones, les routeurs et les divers appareils connectés fonctionnent à l'aide de l'OS.
Le système d'exploitation effectue les demandes de services par le biais d'une interface de programme d'application ou API définie. Par ailleurs, l'interface utilisateur permet aux utilisateurs d'interagir directement avec le système d'exploitation. C'est, par exemple, via l'OS que l'utilisateur peut accéder à l'interface de ligne de commande (CLI) ou l'interface graphique (GUI).
Un système d'exploitation doit être mis à jour continuellement. En effet, les développeurs ou les utilisateurs détectent des bugs au fur et à mesure de l'utilisation d'un OS. Il se peut aussi que les malwares brisent la sécurité du système, le rendant ainsi vulnérable.
A quoi sert un système d'exploitation ?
Le système d'exploitation est en fait un logiciel. Il s'organise avec ce qu'on appelle System SW, tel que les compilateurs et les éditeurs, et les Applications SW pour s'exécuter par le biais du matériel. Néanmoins, découvrons en détail les différentes fonctions d'un système d'exploitation.
Tout d'abord, l'OS s'occupe de la gestion des périphériques. Pour ce faire, il se sert des pilotes pour communiquer avec ceux-ci. Le système d'exploitation suit également les périphériques au moyen du contrôleur d'E/S avant de les allouer aux processus.
Ensuite, le système d'exploitation gère la mémoire de l'appareil en allouant la mémoire principale et en gardant une trace. En plus de cela, l'OS gère le processeur via une surveillance planifiée et les fichiers en contrôlant le système de fichiers ainsi que l'accès à un tel contrôle. Il est aussi important de noter que l'OS dispose d'une authentification qui bloque tout accès non autorisé. En ce qui concerne la performance de l'appareil, c'est aussi le système d'exploitation qui la surveille.
Les principales fonctionnalités d'un OS
En termes de fonctionnalité, l'OS en dispose trois en tout : l'interface utilisateur, le lancement et gestion des applications et la gestion des appareils via une API standardisée. Voyons une à une ces fonctionnalités essentielles :
Interface utilisateur ou UI (User Interface)
Comme on l'a vu plus haut, l'interface utilisateur sert de moyen d'interaction entre l'OS et les utilisateurs. Cela est obligatoire dès son installation, sa configuration et même lors des éventuels dépannages. Il existe deux types d'interfaces : l'interface de ligne de commande (CLI) et l'interface graphique (GUI).
La CLI, aussi appelée « fenêtre en mode terminal » est l'interface avec laquelle les utilisateurs peuvent utiliser le clavier traditionnel pour entrer les commandes. En revanche, la GUI, également appelée « bureau », accède à une interface visuelle que les utilisateurs peuvent reconnaître par des icônes et des symboles. C'est sur les gestes effectuées par périphériques d'interface humaine comme le pavé tactile, l'écran tactile ou la souris que l'utilisateur se base.
Gestion des applications
Dès son lancement, l'OS gère l'application. Une telle fonction implique de nombreux comportements tels que le partage du temps de plusieurs processus ou threads. De la sorte, les processeurs disponibles peuvent se partager le temps pour les diverses tâches et gérer les interruptions des applications.
Il appartient également au système d'exploitation de s'assurer qu'il y a suffisamment de mémoire pour exécuter une application et les données s'y rapportant sans interférence avec d'autres processus. La gestion des applications implique aussi la gestion des erreurs et de la mémoire afin qu'une application ne puisse pas perturber les autres ou l'OS lui-même. En outre, la prise en charge des API peut aussi être du ressort de l'OS.
Gestion des appareils
En matière de gestion des appareils, l'OS identifie, configure et fournit aux logiciels un accès commun aux divers périphériques matériels. Une fois qu'une application est reconnue, le système d'exploitation installe les périphériques qui y correspondent. De ce fait, son exécution et son utilisation ne nécessite aucune connaissance spécifique du matériel ou des périphériques.
C'est, par exemple, le cas d'une imprimante. Avant son utilisation, il faut d'abord installer les pilotes correspondants afin que celle-ci ne requiert aucun code ou commande spécifique pour fonctionner. Il en est autant des périphériques graphiques comme le GPU et les périphériques de stockage.
OS et logiciels
La majorité des logiciels fonctionnent, non seulement avec l'OS d'un seul fournisseur tel que Windows et macOS, mais indiquent également avec quel système d'exploitation spécifique ils sont compatibles. Par exemple, un logiciel de montage vidéo prend en charge Windows 10 et Windows 11 sans qu'il soit compatible avec les versions précédentes telles que Vista et XP.
D'un autre côté, on trouve également un certain nombre d'applications compatibles avec un nombre plus élevé de systèmes d'exploitation. Si on reprend l'exemple précédent, les développeurs peuvent concevoir un logiciel similaire mais, cette fois-ci, compatible avec macOS. Par ailleurs, si vous utilisez Windows, vous devez également savoir s'il s'agit de Windows 32 bits ou 64 bits. Certaines applications fonctionnent avec l'un et pas avec l'autre. Ce qui vous permet de télécharger la version qui correspond à votre système d'exploitation.
Enfin, notez qu'aujourd'hui, vous pouvez opter pour des machines virtuelles. Celles-ci fonctionnent comme de vrais ordinateurs et peuvent exécuter de nombreux systèmes d'exploitation.
Les différents types d'OS
Les besoins matériels et utilisateurs varient tellement que les systèmes d'exploitation doivent y répondre correctement. De la sorte, on distingue 5 principaux types d'OS :
Système d'exploitation à usage général
L'OS à usage général est destiné à englober l'ensemble des systèmes d'exploitation qui servent à exécuter un grand nombre de logiciels sur un large éventail de matériels. Il doit également être capable d'exécuter diverses tâches ou applications simultanément. En plus, celui-ci se charge généralement de la gestion des processus et du matériel. On peut installer un tel système sur un grand nombre de modèles d'ordinateurs (bureau ou portable).
Les systèmes d'exploitation à usage général les plus courants sont :
- Windows : c'est l'OS phare de Microsoft.
- MacOS : il s'agit du système d'exploitation exclusif des PC fabriqués par Apple.
- Unix : un OS multi-utilisateur qui revêt à la fois un caractère flexible et adaptable.
- Linux : il s'agit d'un système d'exploitation de type Unix, conçu pour être plus efficace et rapide tout en étant à faible coût ou même gratuit.
Système d'exploitation mobile
Ce type d'OS est spécifique aux appareils de communication mobile tels que les smartphones et les tablettes. Par rapport au système d'exploitation à usage général, celui-ci est d'une taille réduite et est plus simple. Ce qui le rend plus facile à utiliser. Le système d'exploitation mobile peut toutefois exécuter diverses tâches en même temps.
Les systèmes mobiles les plus connus sont l'Android de Google et l'iOS d'Apple. Samsung développe également son propre OS, One UI, conçu pour les appareils de la marque.
Système d'exploitation embarqué
Le système d'exploitation embarqué est celui qu'on rencontre chez les appareils domestiques connectés, les guichets automatiques, les différents terminaux de point de vente ainsi que les systèmes d'avion. Celui-ci doit être performant et résilient pour faire face aux diverses tâches qui lui sont attribuées. Ce type d'OS doit également être rapide et robuste car il n'a pas le droit de se planter ou de faire des erreurs. L'OS est généralement intégré sur une puce qui accompagne l'appareil.
Ce système est de plus en plus développé notamment avec l'essor de l'IoT. Les divers électroménagers connectés tels que Monsieur Smart Cuisine fonctionnent avec un tel système.
Système d'exploitation réseau ou NOS (Network Operating System)
Le NOS s'utilise pour assurer la communication entre les périphériques à l'aide d'un réseau local (LAN). Autrefois, il a connu ses heures de gloire, mais aujourd'hui ce type de système est dépassé par les systèmes d'exploitation récents. Microsoft a, par exemple, incorporé cette fonction dans Windows 10 et Windows Server 2019. Néanmoins, on en rencontre encore dans les routeurs, les pare-feu et les commutateurs.
Système d'exploitation en temps réel
Le système d'exploitation en temps réel est le système utilisé dans les grandes firmes de fabrication. Il permet à l'appareil d'interagir avec le monde réel en tenant compte des contraintes temps. L'OS en temps réel permet ainsi de contrôler un système tentaculaire en envoyant des signaux répondant aux besoins de chaque branche.
Sa spécificité repose sur le fait qu'il doit être capable de réagir rapidement et de suivre l'évolution des conditions du monde réel. De la sorte, on n'y rencontre ni latence ni mise en mémoire tampon.
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