Stockage et systèmes d’exploitation
Stockage et systèmes d’exploitation
Objectifs cantonaux : O3.2.
Cours complet sur la plateforme Runestone de Cédric Donner : Rôle et structure du système d’exploitation.
Dernier volet du module ARCH : après les composants matériels et les périphériques d’entrée/sortie, on regarde de plus près les supports de stockage eux-mêmes et le rôle du système d’exploitation, qui sert d’intermédiaire entre le matériel et les applications.
Les supports de stockage de masse
▷ Définition — Stockage de masse
Un support de stockage de masse conserve des données de manière permanente (documents, système d’exploitation, …), contrairement à la RAM qui est volatile et ne stocke que ce qui est en cours d’utilisation. Les deux grandes familles de stockage de masse dans un ordinateur sont le disque dur (HDD) et le SSD.
▷ HDD — Hard Disk Drive (disque dur magnétique)
Un HDD stocke les données sous forme d’informations magnétiques sur des plateaux rotatifs. Une tête de lecture/écriture mobile se déplace physiquement au-dessus du plateau pour lire ou écrire les données.
- Composants mécaniques (plateaux qui tournent, tête qui se déplace) → plus lent, plus fragile aux chocs.
- Prix au Go relativement bas.
- Technologie plus ancienne, encore utilisée pour le stockage de grands volumes de données à moindre coût.
▷ SSD — Solid State Drive (disque à mémoire flash)
Un SSD stocke les données dans de la mémoire flash, sans aucune pièce mécanique mobile.
- Pas de pièces mobiles → beaucoup plus rapide, plus robuste aux chocs, silencieux, moins de consommation électrique.
- Prix au Go plus élevé que le HDD (même si l’écart se réduit avec le temps).
- Technologie plus récente, désormais standard dans la plupart des ordinateurs portables et téléphones.
! HDD vs SSD — à retenir
Les SSD sont plus rapides, plus récents et consomment moins que les HDD. Les deux permettent un stockage permanent des données (contrairement à la RAM), y compris les fichiers du système d’exploitation, chargé depuis ce support au démarrage de l’ordinateur.
! La clé USB n’est pas faite pour l’archivage long terme
Une clé USB permet de stocker des données de manière permanente, mais elle est moins fiable qu’un disque dur ou un SSD sur la durée. Elle convient bien au transfert ponctuel de données entre ordinateurs, mais pas au stockage de données importantes sur le long terme.
Le rôle du système d’exploitation
▷ Définition — Système d’exploitation (OS)
Le système d’exploitation (OS, Operating System) est le logiciel de base qui gère les ressources matérielles de l’ordinateur et sert d’intermédiaire entre le matériel et les applications. Exemples : Windows, macOS, Linux, Android, iOS.
▷ Ce que gère un système d’exploitation
- Gestion des fichiers — organise les données en fichiers et dossiers sur les supports de stockage (l’arborescence vue en S31).
- Gestion des processus — décide quel programme s’exécute à quel moment sur le CPU, permet d’exécuter plusieurs programmes « en même temps ».
- Gestion de la mémoire — répartit la RAM disponible entre les différents programmes en cours d’exécution.
- Gestion des périphériques — communique avec le matériel via les pilotes (drivers) vus la semaine dernière.
Les couches d’un système d’exploitation
▷ Structure en couches
- Noyau (kernel)
- Partie centrale de l’OS, la plus proche du matériel. Gère directement les ressources (mémoire, processus, périphériques) et fournit des services de base aux couches supérieures.
- Shell (terminal)
- Interface en ligne de commande qui permet de communiquer avec le système d’exploitation en tapant des commandes textuelles, plutôt qu’en cliquant sur des icônes.
- Interface graphique
- Couche visible par l’utilisateur au quotidien — fenêtres, icônes, menus — qui traduit les actions de la souris/clavier en commandes compréhensibles par le noyau.
- Applications
- Programmes installés par l’utilisateur (navigateur, traitement de texte, …), qui s’appuient sur les services offerts par l’OS plutôt que de dialoguer directement avec le matériel.
| Système d’exploitation | Contexte d’usage typique |
|---|---|
| Windows | Ordinateurs personnels et professionnels |
| macOS | Ordinateurs Apple |
| Linux | Serveurs, développement, certains ordinateurs personnels |
| Android | Smartphones et tablettes (basé sur un noyau Linux) |
| iOS | iPhone et iPad |
Lien avec l’arborescence de fichiers (S31)
La gestion des fichiers vue en S31 (noms, extensions, dossiers, chemins) est concrètement assurée par le système d’exploitation : c’est lui qui maintient la correspondance entre l’arborescence que vous voyez dans l’explorateur de fichiers et l’emplacement réel des données sur le support de stockage (HDD ou SSD). Ce module ARCH se termine ainsi en bouclant sur les notions vues depuis S31 : composants matériels, périphériques, stockage et système d’exploitation forment un tout cohérent.