CHAPITRE 2 : PRESENTATION GENERALE DU SYSTEME UNIX - BELKHIR ...
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Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation CHAPITRE 2 : PRESENTATION GENERALE DU SYSTEME UNIX Les logiciels peuvent être classés en deux catégories : - les programmes d'application des utilisateurs. - les programmes système qui permettent le fonctionnement de l'ordinateur. Parmi ceux-ci, le système d'exploitation (SE dans la suite). Le SE soustrait le matériel au regard du programmeur et offre une présentation agréable des fichiers. Un SE a ainsi deux objectifs principaux : - présentation : Il propose à l'utilisateur une abstraction plus simple et plus agréable que le matériel : une machine virtuelle. - gestion : il ordonne et contrôle l'allocation des processeurs, des mémoires, des icônes et fenêtres, des périphériques, des réseaux entre les programmes qui les utilisent. Il assiste les programmes utilisateurs. Il protège les utilisateurs dans le cas d'usage partagé. Les travaux menés par principalement Ken Thompson et Dennis Ritchie pour la mise au point d’un système de fichiers ont été vite détournés pour la réalisation d’une première version du système de fichiers UNIX. Après plusieurs tentatives de mise au point d’un système d’exploitation sur l’ordinateur GE645, ils implantent leur système sur la machine GECOS avec support de fichiers le PDP7 en intégrant une première version du système de fichiers UNIX : le sous système de processus et un petit ensemble de programmes utilisateurs. Ils se sont vite rendus compte qu’ils pouvaient se dispenser du système GECOS comme environnement de développement. Alors leur nouveau système a été baptisé UNIX. Il y a eu par la suite le développement de plusieurs versions du système UNIX à travers différents projets. En 1971, le système UNIX est porté sur PDP11, en 1973 l’ensemble du système UNIX est écrit en langage C UNIX a été écrit à 95% en langage C, ce qui permet sa portabilité. De plus, sa conception modulaire avec des interfaces bien définies a contribué à sa popularité. 2.1 LES ATOUTS D’UNIX : a- Portabilité : Un logiciel est portable lorsqu’il peut fonctionner sur des machines différentes. Il faut considérer deux sortes de portabilités : celle du système lui-même et celle des utilitaires. Le noyau du système UNIX ainsi que ses utilitaires sont écrits dans un langage portable qu’est le langage C. b- Capacité multi-utilisateurs : Le système UNIX donne la possibilité à plusieurs utilisateurs d’accéder aux ressources du système. c- Capacité multi-tâches : UNIX offre à l’utilisateur la possibilité d’accomplir plus d’une tâche à la fois. d- Système de fichiers : Le système de fichiers UNIX permet une structure hiérarchique. Il permet un contrôle souple de l’accès aux données utilisateurs, à un groupe d’utilisateurs ou l’ensemble des utilisateurs. Pr BELKHIR A
Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation e- Programmes modulaires : Le système est composé d’utilitaires dont chacun est destiné à une tâche précise. f- Interface utilisateur : Il est essentiellement orienté commandes. Cependant, il y a eu le développement d’interface graphique avec X-windows. L’interface utilisateur sous UNIX est appelé shell (sh, csh, ksh,…). Il joue le rôle d’interpréteur de commandes et celui d’un langage de programmation. 2.2 ARCHITECTURE D’UNIX : Le système UNIX se caractérise par deux concepts principaux : le système de fichiers occupe de la place et les processus ont une vie. Ces deux composants constituent les deux sous systèmes dominants du système. La structure d’UNIX est constituée de quatre couches concentriques : 1. Le noyau central : contient les fonctions de base de gestion de processus ; c’est un automate d’affectation de type temps partagé. 2. Le noyau complet : contient les conducteurs d’interfaces d’entrée/sortie 3. La coquille (shell) : est l’interpréteur de commandes par lequel l’utilisateur interagit avec UNIX. 4. La dernière couche contient les outils et les applications : l’ensemble des programmes et utilitaires qui ont été écrits pour améliorer le système. Utilitaires Shell Noyau Hardware Pr BELKHIR A
Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation 2.2.1 L’interpréteur de commandes : L’interpréteur de commandes UNIX est appelé shell, son fonctionnement obéit à l’algorithme suivant : Lecture de la commande suivante (par défaut, sur le clavier) Analyse de la syntaxe Oui écrire un message sur la console Non < Commande interne ?> non Fourche (« fork ») Oui Création d’un Exécuter le code correspondant processus fils à la commande interne Exécuter le programme Attendre la fin à la commande externe du processus fils Signaler la fin du processus 2.3 PRISE DE CONTACT Pour commencer nous allons voir les commandes à connaître pour avoir une vue d’ensemble cohérente. Cela couvre principalement l’ouverture de session d’un utilisateur, la gestion des fichiers ainsi que la vision que l’utilisateur a du système. 2.3.1 Se connecter L’ouverture de session débute par la phase de connexion. C'est à ce moment que le système détermine s'il vous autorise l'accès ou non. Cette connexion est obligatoire avant chaque session de travail. 2.3.2 Vous n’avez pas encore de mot de passe La connexion sur une machine Unix s’effectue lors de l’affichage sur le terminal du message (ce message peut éventuellement être précédé par le nom de machine ou bien le nom du système) : login : Vous devez alors entrer votre nom d’utilisateur et valider en tapant sur la touche [Return]. Exemple : login : unix Si l’utilisateur unix est connu alors une bannière de bienvenue s’affichera, ainsi que le message d’invite du système. L’utilisateur peut alors commencer à travailler. Si le nom est incorrect ou bien l’utilisateur inconnu, alors le mot de passe est demandé et vérifié. En cas d’échec les messages suivants sont affichés : Pr BELKHIR A
Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation login : unix Password : login incorrect. Login : L’utilisateur peut alors essayer à nouveau. Si vous n’avez pas eu de messages ou si le système ne vous a demandé aucun mot de passe pour accéder à votre compte, cela veut dire que vous n’avez pas de mot de passe et que n’importe qui connaissant votre nom d’utilisateur peut entrer chez vous. Si vous désirez installer un mot de passe, taper la commande passwd. $ passwd Les messages suivants s’afficheront : Enter new password : Re-enter new password : Remarque : lorsque le système vous demande un mot de passe, celui-ci n’est jamais affiché à l’écran. Le terminal est mis en mode sans écho. Un mot de passe doit contenir au moins 8 caractères dont au moins 2 caractères sont alphabétiques et un numérique ou spécial. Le Majuscule et minuscule sont prises en compte. 2.3.3 Vous avez déjà un mot de passe Au message login entrer votre nom d’utilisateur puis valider par la touche [Return] Ensuite apparaît le message Password qui vous invite à entrer votre mot de passe. Saisissez-le sans vous tromper, et terminer par le touche [Return]. Toute erreur peut être rectifiée par la touche [Backspace]. Login : unix Password : Le mot de passe n’est jamais affiché, bien évidemment pour des questions de sécurité. Conserver le soigneusement et ne le confier à personne. Si le login et le password sont correctement saisis alors une bannière de bienvenue, ainsi que le message d’invite du système s’affichent. Vous pouvez alors commencer à travailler. Au contraire, si une erreur quelconque se produit, un message d’erreur s’affiche, le login apparaît de nouveau pour vous permettre de recommencer. Exemple : login : inconnu Password : login incorrect. Login : Lorsque vous êtes connectés et que vous désirez changer votre mot de passe, il suffit alors de lancer la commande passwd. $ passwd Les messages suivants s’afficheront : Enter old password : Enter new password : Re-enter new password : Vous êtes, seuls, autorisés à changer votre mot de passe. Pour des raisons de sécurité, l’ancien mot de passe est demandé (si vous vous êtes absentés momentanément on ne peut changer votre mot de passe).Le nouveau mot de passe est redemandé afin d’être sûr que vous savez le saisir correctement. En cas d’erreur, l’ancien mot de passe est conservé. Pr BELKHIR A
Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation 2.3.4 Se déconnecter ... Lorsque vous avez terminé, ou que vous abandonnez votre terminal, n'oubliez pas de vous déconnecter. Vous signalerez ainsi au système la fin de votre session. La déconnexion s'effectue simplement par les commandes exit ou ^D (appui simultané de la touche [Control] et [D]). $exit $^D Lorsque la déconnexion est effective, le login apparaît de nouveau. A vous d'essayer ... 2.3 LE NOYAU DU SYSTEME UNIX 2.3.1 Structure du noyau : Il partitionne l’ensemble des appels systèmes en deux groupes, ceux qui interagissent avec le sous système de contrôle de processus et ceux qui interagissent avec le sous système de fichiers. Le sous système de fichiers gère les fichiers, alloue de l’espace fichier, récupère l’espace libre et contrôle l’accès aux fichiers et récupère les données pour les utilisateurs. Le sous système de processus interagit avec le sous système de fichiers à travers un ensemble spécifique d’appels systèmes tels que : open (ouverture), close (fermeture), read (lire), write (écriture)… Programmes utilisateurs Bibliothèques Niveau utilisateur Interface appel système Niveau noyau Communication Inter-processus Sous système de fichiers Sous système De contrôle De processus Scheduler Buffer cache Gestionnaire Caractère bloc De la Driver mémoire Contrôle hardware Niveau noyau Niveau hardware Hardware Figure 2.1 Diagramme du noyau du système Pr BELKHIR A
Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation Le sous-système de contrôle de processus est responsable de la synchronisation, communication de processus, de la gestion de la mémoire et du scheduling de processus. Certains appels systèmes de contrôle de processus sont fork (création d’un nouveau processus), exec (surcharge d’image d’un processus), wait (synchronise l’exécution du processus avec la fin de processus déjà crées par fork). 2.3.2 Gestion des fichiers : Le système de gestion de fichiers est hiérarchisé selon la structure d’arbre. Il contient trois types de fichiers : Fichiers ordinaires Fichiers catalogues Fichiers spéciaux 2.3.2.1 La structure d’un disque : Un disque est vu par le système comme un tableau de blocs de 512 octets accessibles de façon aléatoire. Le système de gestion découpe le disque en quatre régions. Bloc0 Bloc1 Liste -i Zone de stockage Noeud i 1 Bloc 1 2 3 . Bloc 2 Bloc 11 1 2 . ..10 Bloc 12 Bloc 10 . 11 12 13 Bloc 138 128 1ere s /liste de premier niveau 1 1 2 2 . . . . 128 128 Liste de second 2eme s /liste niveau de premier niveau 2eme s /liste 1 1 de premier niveau 2 2 . . . . 128 1 Bloc 128 2 . s/liste de second . 3eme s /liste de niveau second niveau 128 Bloc s/liste de 3eme niveau Pr BELKHIR A
Dpt Informatique 2ème année Licence GTR Faculté Electronique et Informatique UASE : Utilisation et Administration USTHB des Systèmes d’Exploitation Bloc0 : il est réservé pour la mise en route du système Bloc1 : est appelé le super bloc ; il contient entre autres, le nom du disque (label), la taille du disque et les frontières des autres zones. Liste-i : elle contient la liste des définitions des fichiers. Chaque définition est une structure de 64 octets appelée un nœud-i (i-node). Le numéro d’un nœud-i dans la liste-i n’est autre que le nombre-i qui identifie de façon unique un fichier. Zone de stockage : elle s’étend de la fin de la liste jusqu’à la fin du disque. L’espace libre sur le disque est repéré par une liste chaînée, chaque bloc libre contient un pointeur sur le bloc suivant de la liste. Un nœud-i contient 13 adresses su le disque sous forme de 13 numéros de blocs. Les 10 premières adresses sont celles des 10 premiers blocs du fichier. Si le fichier contient plus de 10 blocs, la onzième adresse pointe sur un bloc qui contient les adresses des 128 blocs suivants dans le fichier. Si le fichier est plus grand que 138 blocs, la douzième adresse pointe sur un bloc dont chacune des 128 adresses pointe sur un bloc de 128 adresses de 128 blocs de fichiers. Pour un fichier encore plus grand que 8 mégaoctets, la treizième adresse utilise un schéma à trois niveaux d’indirection ; ce qui porte la taille maximum d’un fichier à plus de 1 gigaoctet. Pr BELKHIR A
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