Cours : Eric Fleury (Eric.Fleury)
TD : Matthieu Gallet, Clément Rezvoy (Matthieu.Gallet, Clement.Rezvoy)
Ce cours, dans la continuité d’ASR1, a pour objectif de présenter aux étudiants les problématiques de conception des systèmes d’exploitation. La gestion des ressources systèmes du point de vue du système d’exploitation sera abordée: gestion de processus, gestion de la mémoire primaire, systèmes de fichiers et gestion de la mémoire secondaire, protection ... En guise d’illustration, ces aspects pourront être abordés dans le cadre de différents systèmes d’exploitation existants. Une seconde partie du cours s’intéressera aux aspects réseaux inhérents aux systèmes d’exploitations. Enfin, ces deux premières parties du cours nous permettront de conclure sur une troisième partie visant les systèmes d’exploitation distribués.
La première partie du cours présente les éléments de base de tout système d’exploitation. Après une présentation des différentes architectures logicielles existantes (noyaux monolithiques, micro-noyaux, etc.), les différents points clés de la gestion des processus dans un système sont étudiés (opérations de base, accès aux ressources, algorithmes d’ordonnancement en contexte mono- et multi-processeurs). Les différents mécanismes de communication inter-processus sont ensuite présentés, ainsi que ceux permettant aux processus ou au processus léger de se synchroniser. Les différents aspects relatifs à la gestion de la mémoire primaire (pagination et mémoire virtuelle, algorithmes et performances) et secondaire (swapping) sont ensuite présentés. Les systèmes de fichiers (interface et implantation), chargés du stockage des données persistantes, sont également étudiés.
La seconde et la troisième partie du cours sont une extension aux architectures réparties en se focalisant sur les aspects réseaux liés. Les différents paradigmes de communication retenus au niveau des systèmes seront étudiés (communications point à point, diffusions, diffusions atomiques, modèle client/serveur, appel de procédure à distance). Ensuite, les problèmes liés à la distribution physique des ressourses sont abordés: synchronisation des processus (synchronisation d’horloges, exclusion mutuelle, algorithmes d’élection, transactions, interblocages), tolérance aux fautes (algorithmes de réplication, checkpointing), systèmes de fichiers distribués (nommage, transparence, duplication).
Ces notions seront replacées dans le cadre de systèmes existants en cours, et seront notamment expérimentées à l’aide d’un mini système nommé Nachos en travaux pratiques.