$course$/QCM de NSI/Première/Systèmes d'exploitation Rôle d'un système d'exploitation : gestion des
processus, gestion de la mémoire, gestion des
fichiers et des périphériques, rôle du noyau,
principaux systèmes (Linux, Windows, macOS,
Android, iOS).

]]> Systèmes d'exploitation — Q01 : Définition d'un système d'exploitation Qu'est-ce qu'un système
d'exploitation ?

]]> Le terme anglais correspondant
est Operating System. Quelques
exemples courants : Linux,
Windows, macOS, Android, iOS,
ChromeOS. Tout appareil
informatique en est doté.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un type particulier de processeur

]]> Un système d'exploitation est
un logiciel ; le processeur
est un composant matériel.
Les deux notions sont
distinctes.

]]> Une mémoire électronique de l'ordinateur

]]> Un système d'exploitation est
un logiciel, et non un
composant matériel. La
mémoire est une notion
distincte.

]]> Un logiciel fondamental qui gère le matériel et fournit des services aux applications (gestion des fichiers, des processus, de la mémoire, des périphériques)

]]> C'est l'intermédiaire
entre le matériel et les
applications. Sans système
d'exploitation, chaque
programme devrait gérer
lui-même chaque détail du
matériel.

]]> Un logiciel d'application comme un traitement de texte

]]> Un système d'exploitation est
plus fondamental qu'une
application. C'est lui qui
fait fonctionner les
applications, et non
l'inverse.

]]> Systèmes d'exploitation — Q02 : Exemples de systèmes d'exploitation Lequel des noms suivants
désigne un système
d'exploitation ?

]]> On distingue plusieurs grandes
familles de systèmes : les
systèmes de type Unix (Linux,
macOS, BSD), Windows, et les
systèmes mobiles (Android,
reposant sur Linux ; iOS,
reposant sur Darwin/Unix).
Tous partagent les mêmes
fonctions de base.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Microsoft Word

]]> Microsoft Word est une
application de traitement de
texte, qui fonctionne
au-dessus d'un système
d'exploitation, mais qui
n'en est pas un.

]]> Linux

]]> Linux est un noyau de
système d'exploitation
libre, à la base de
nombreuses distributions
comme Ubuntu, Debian, Fedora,
ou encore Android.

]]> Firefox

]]> Firefox est un navigateur
Web, donc une application,
et non un système
d'exploitation.

]]> Excel

]]> Excel est un tableur, donc
une application, et non un
système d'exploitation.

]]> Systèmes d'exploitation — Q03 : Notion de processus Qu'est-ce qu'un processus ?

]]> Il faut bien distinguer la
notion de programme (un
fichier sur le disque) de
celle de processus (une
instance en cours d'exécution).
Sous Linux, on utilise les
commandes ps ou top pour
afficher la liste des
processus ; sous Windows, on
ouvre le Gestionnaire des
tâches.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Une fonction Python

]]> Une fonction est une partie
d'un programme, mais un
processus correspond à
l'exécution complète d'un
programme, avec toutes ses
ressources.

]]> Un fichier stocké sur le disque

]]> Un fichier sur disque est
statique. Un processus, lui,
est dynamique : c'est un
programme effectivement en
cours d'exécution.

]]> Un programme en cours d'exécution, accompagné de sa mémoire, de ses ressources et de son contexte

]]> Un même programme peut être
lancé plusieurs fois, et
chaque lancement crée un
nouveau processus
indépendant.

]]> Un type particulier de mémoire

]]> Un processus utilise de la
mémoire, mais il n'est pas
lui-même un type de
mémoire.

]]> Systèmes d'exploitation — Q04 : Gestion de la mémoire Pourquoi le système
d'exploitation gère-t-il la
mémoire ?

]]> Le mécanisme clé est celui de
la mémoire virtuelle.
Chaque processus voit un
espace mémoire continu qui
lui est propre, alors que cet
espace est en réalité projeté
sur la mémoire physique par
le système d'exploitation
(techniques de segmentation
ou de pagination).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Pour nettoyer la mémoire chaque jour

]]> Le système d'exploitation
n'effectue aucun nettoyage
régulier programmé. Il
alloue et libère la
mémoire au fil des besoins
des processus.

]]> Pour allouer de la mémoire à chaque processus, isoler les processus entre eux pour la sécurité, et partager efficacement la mémoire vive disponible

]]> Sans isolation, un processus
pourrait lire ou écrire
dans la mémoire d'un autre
processus, ce qui créerait
des bugs et des failles de
sécurité majeures. Le
système d'exploitation
empêche précisément cela.

]]> Pour augmenter la capacité physique de la mémoire

]]> La capacité physique de la
mémoire est fixée par le
matériel. Le système
d'exploitation peut
simuler une mémoire plus
grande grâce au mécanisme
de mémoire virtuelle, mais
il ne change pas la
capacité physique.

]]> Pour rendre la mémoire plus rapide d'accès

]]> La rapidité de la mémoire
est une caractéristique
matérielle. Le rôle du
système d'exploitation est
d'organiser son
utilisation, et non de
modifier ses performances
intrinsèques.

]]> Systèmes d'exploitation — Q05 : Système de fichiers Que permet un système de
fichiers ?

]]> Quelques exemples de systèmes
de fichiers : NTFS (Windows),
ext4 (Linux), APFS (macOS),
FAT32 (clés USB), exFAT (gros
volumes). Chacun possède ses
propres caractéristiques,
comme la taille maximale ou
la journalisation.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc D'envoyer des courriels

]]> L'envoi de courriels relève
des protocoles réseau
comme SMTP, et n'a aucun
rapport avec un système
de fichiers.

]]> De compresser les données stockées

]]> Certains systèmes de
fichiers peuvent
compresser les données,
mais ce n'est pas leur
fonction principale. Leur
rôle premier est
l'organisation.

]]> De jouer de la musique

]]> La lecture de musique est
une fonction d'application,
sans rapport avec un
système de fichiers (qui
se contente de stocker les
fichiers concernés).

]]> D'organiser les données stockées sur un support (disque dur, disque à mémoire flash) sous forme de fichiers et de dossiers

]]> Sans système de fichiers,
un disque ne serait qu'une
longue suite d'octets. Le
système de fichiers
structure ces octets en
noms, chemins, hiérarchies,
permissions et dates.

]]> Systèmes d'exploitation — Q06 : Accès aux périphériques Comment un programme accède-t-il
à un périphérique comme une
imprimante, une caméra ou un
microphone ?

]]> Sous Unix, on adopte le
principe « tout est fichier » :
les périphériques sont
accessibles par
l'intermédiaire de fichiers
spéciaux situés dans le
dossier /dev, comme
/dev/sda pour un disque ou
/dev/audio pour la sortie
audio.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Directement, en parlant au matériel

]]> Cette approche serait
impraticable : chaque
programme devrait connaître
le détail de chaque modèle
de matériel existant.

]]> En débranchant et en rebranchant l'appareil

]]> Le débranchement n'a aucun
rapport avec l'accès
logiciel à un
périphérique.

]]> Par l'intermédiaire d'une carte mémoire amovible

]]> Une carte mémoire est
elle-même un
périphérique, mais elle
n'a aucun rapport avec
l'accès à d'autres
périphériques.

]]> Par l'intermédiaire du système d'exploitation, qui fournit une interface uniforme grâce à des pilotes

]]> Le pilote traduit les
appels génériques du
système d'exploitation en
commandes spécifiques au
matériel. C'est un
mécanisme d'abstraction
très puissant.

]]> Systèmes d'exploitation — Q07 : Noyau d'un système d'exploitation Qu'est-ce que le noyau d'un
système d'exploitation ?

]]> Linus Torvalds a créé le noyau
Linux en $1991$. Une
distribution complète comme
Ubuntu ou Debian ajoute de
nombreux outils autour de ce
noyau : interpréteur de
commandes, bibliothèques,
gestionnaire de paquets,
interface graphique.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le centre du processeur

]]> Cette description évoque
plutôt le « cœur » d'un
processeur multi-cœurs,
notion matérielle sans
rapport avec le noyau d'un
système d'exploitation.

]]> Une partie du processeur

]]> Le noyau est un logiciel,
et non un composant
matériel du processeur.

]]> La partie centrale et privilégiée du système d'exploitation, qui contrôle directement le matériel et fait l'interface avec les applications

]]> Le noyau s'exécute en
mode noyau, qui dispose
de toutes les permissions.
Les applications, elles,
s'exécutent en mode
utilisateur, avec des
permissions limitées.

]]> Une application graphique

]]> Le noyau n'a pas
d'interface graphique.
C'est au contraire un
composant logiciel de bas
niveau, sans interaction
directe avec
l'utilisateur.

]]> Systèmes d'exploitation — Q08 : Exécution multitâche Comment un système
d'exploitation parvient-il à
exécuter plusieurs programmes
en même temps sur un
processeur monocœur ?

]]> Vocabulaire associé :
l'ordonnanceur est le
composant du noyau qui décide
quel processus s'exécute à
chaque instant. Plusieurs
stratégies existent : tour de
rôle, priorité, etc.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Cette exécution simultanée est techniquement impossible

]]> C'est précisément ce que
réalise tout système
d'exploitation moderne,
comme expliqué dans la
bonne réponse.

]]> Par commutation rapide de contexte : le système alterne entre les processus toutes les quelques millisecondes, donnant l'illusion d'un parallélisme

]]> On parle de
partage de temps.
Avec plusieurs cœurs, on
ajoute en plus du
vrai parallélisme.

]]> En ignorant tous les programmes sauf un

]]> Cette description correspond
au mode monotâche, qui
n'existe plus depuis
longtemps dans les systèmes
d'exploitation modernes.

]]> En les fusionnant en un seul

]]> Aucune fusion n'est
réalisée. Les programmes
restent indépendants ;
c'est leur exécution qui
est entrelacée.

]]> Systèmes d'exploitation — Q09 : Permissions sur les fichiers Pourquoi un système
d'exploitation gère-t-il des
permissions sur les fichiers ?

]]> Sous Unix, la commande
chmod modifie les
permissions, et la commande
chown change le
propriétaire d'un fichier.
Une notation classique des
permissions est rwxr-xr--,
où chaque triplet décrit les
droits du propriétaire, du
groupe et des autres
utilisateurs.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Pour ranger les fichiers par couleur

]]> Les permissions sont une
notion de sécurité, sans
rapport avec un
quelconque classement
esthétique.

]]> Pour compresser les fichiers

]]> La compression est une
autre fonctionnalité,
gérée séparément des
permissions.

]]> Pour gagner de l'espace de stockage

]]> Les permissions occupent
une place négligeable et
n'ont aucun rapport avec
l'économie d'espace.

]]> Pour la sécurité : limiter qui peut lire, écrire ou exécuter chaque fichier (utilisateur propriétaire, groupe, autres utilisateurs)

]]> Cette gestion empêche un
utilisateur d'accéder aux
fichiers d'un autre, ou
d'altérer les fichiers
système. Elle est
indispensable sur les
serveurs partagés entre
plusieurs utilisateurs.

]]> Systèmes d'exploitation — Q10 : Systèmes d'exploitation mobiles Quels sont aujourd'hui les
deux principaux systèmes
d'exploitation mobiles ?

]]> Android et iOS dominent
quasiment tout le marché.
Tous deux dérivent
d'ancêtres de la famille
Unix, à travers des couches
d'abstraction différentes.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Windows et macOS

]]> Ce sont des systèmes
d'exploitation pour
ordinateurs de bureau,
pas pour téléphones
mobiles.

]]> Android et iOS

]]> Android domine largement
le marché (environ $70 \%$
des parts de marché
mondiales) ; il repose
sur un noyau Linux. iOS,
d'Apple, occupe environ
$28 \%$ du marché ; il
repose sur Darwin, lui-même
dérivé d'Unix.

]]> Symbian et BlackBerry OS

]]> Ces systèmes ont quasi
disparu du marché
aujourd'hui. Ils étaient
dominants dans les
années $2000$, mais ont
été éclipsés par Android
et iOS.

]]> Linux et BSD

]]> Linux est le noyau
d'Android, mais Android
n'est pas qu'un Linux :
c'est tout un système
mobile bâti par-dessus.
Quant à BSD, son usage
sur mobile reste très
marginal.

]]> Systèmes d'exploitation — Q11 : Mémoire virtuelle Qu'est-ce que la mémoire
virtuelle ?

]]> Le mécanisme clé est la
pagination : la mémoire
est divisée en pages
(typiquement de quatre
kibioctets). Le système
d'exploitation maintient
pour chaque processus une
table des pages qui projette
les adresses virtuelles sur
les adresses physiques.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc De la mémoire qui n'existerait pas vraiment

]]> La mémoire virtuelle est
un mécanisme bien réel,
qui repose sur une
correspondance entre des
adresses logiques et des
adresses physiques.

]]> Un mécanisme par lequel chaque processus voit un espace mémoire propre et continu, projeté par le système d'exploitation sur la mémoire physique (avec parfois extension sur le disque, le fichier d'échange)

]]> Ce mécanisme permet
l'isolation entre
processus et autorise
l'utilisation de plus de
mémoire que la mémoire
physique disponible (au
prix d'un ralentissement
quand le système doit
échanger des données
entre la mémoire et le
disque).

]]> Une mémoire partagée à travers le réseau

]]> La mémoire virtuelle est
une notion locale à une
machine, sans rapport
avec le réseau.

]]> Une partition cachée sur le disque dur

]]> Le fichier d'échange
(swap) est
effectivement stocké sur
le disque, mais il ne
constitue qu'une petite
partie du concept de
mémoire virtuelle.

]]> Systèmes d'exploitation — Q12 : Ordonnanceur Quel composant du système
d'exploitation décide quel
processus s'exécute à un
moment donné ?

]]> Les critères classiques d'un
ordonnanceur sont l'équité,
la priorité, la latence
(temps de réaction
perçu par l'utilisateur) et
le débit. Le compromis
entre ces critères dépend
du type de système
d'exploitation : temps réel,
serveur, bureau ou
embarqué.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le pilote

]]> Un pilote sert à faire la
médiation avec le
matériel, et non à
choisir quel processus
s'exécute.

]]> L'ordonnanceur

]]> C'est un composant clé du
noyau. Plusieurs
stratégies existent :
tour de rôle,
priorité, etc. Sous
Linux, l'ordonnanceur en
place est appelé
Completely Fair
Scheduler.

]]> La table de hachage

]]> Une table de hachage est
une structure de
données utilisée
notamment par les
dictionnaires Python,
sans rapport avec
l'ordonnancement des
processus.

]]> Le gestionnaire de fichiers

]]> Le gestionnaire de
fichiers se charge de
l'organisation des
fichiers sur le disque,
pas de l'ordonnancement
des processus.

]]> Systèmes d'exploitation — Q13 : Interpréteur de commandes Qu'est-ce qu'un interpréteur
de commandes ?

]]> Sous Linux ou macOS,
l'interpréteur le plus
courant est Bash, suivi de
Zsh ou Fish. Sous Windows,
on dispose de l'invite de
commande historique, de
PowerShell, ou du
sous-système Linux pour
Windows. Les scripts
écrits dans ces
interpréteurs permettent
d'automatiser de nombreuses
tâches répétitives.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un programme qui constitue une interface en mode texte entre l'utilisateur et le système d'exploitation, par exemple Bash, Zsh ou PowerShell

]]> L'utilisateur tape des
commandes (ls, cd,
cp, etc.) que
l'interpréteur exécute.
Cet outil est très
puissant pour
l'automatisation, grâce
aux scripts.

]]> Un protocole réseau

]]> Cette description peut
évoquer le protocole SSH
(Secure Shell), mais
un interpréteur de
commandes est un
programme local, et non
un protocole réseau.

]]> Un fichier exécutable quelconque

]]> Un interpréteur de
commandes est bien un
programme, mais c'est un
programme particulier,
dédié à l'interprétation
des commandes saisies
par l'utilisateur.

]]> Un type particulier de mémoire

]]> Un interpréteur de
commandes est un
programme, et non un
type de mémoire.

]]> Systèmes d'exploitation — Q14 : Linux et logiciel libre Quelle particularité
distingue Linux des autres
grands systèmes
d'exploitation ?

]]> Le logiciel libre au
sens des quatre libertés
de la Free Software
Foundation est plus
contraint que le simple
logiciel à code source
ouvert. Les deux notions
se confondent souvent dans
la pratique. Cette
ouverture favorise
l'innovation collaborative.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Il est plus rapide à l'exécution

]]> Cette affirmation est
imprécise et n'est pas
vraie de manière
universelle. La
performance dépend
fortement du contexte
d'utilisation.

]]> Il est libre et à code source ouvert : son code est librement consultable, modifiable et redistribuable, sous licence GPL

]]> C'est une différence
philosophique majeure.
Linux a été créé par
Linus Torvalds en
$1991$. Il est
aujourd'hui omniprésent :
serveurs,
super-calculateurs,
téléphones (via
Android), objets
connectés.

]]> Il fonctionne sans aucun matériel

]]> Comme tout système
d'exploitation, Linux
requiert du matériel
pour s'exécuter.

]]> Il ne possède pas de noyau

]]> Au contraire : Linux est
précisément un noyau de
système d'exploitation.

]]> Systèmes d'exploitation — Q15 : Démarrage d'un ordinateur Que se passe-t-il quand on
démarre un ordinateur ?

]]> Quelques chargeurs
d'amorçage connus : GRUB
(sous Linux) ou le
gestionnaire d'amorçage
Windows. La technologie
UEFI a remplacé l'ancien
BIOS sur les machines
modernes.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Rien de particulier

]]> De nombreuses étapes
s'enchaînent au
démarrage, comme
détaillé dans la
bonne réponse.

]]> Le système d'exploitation se met automatiquement à jour

]]> La mise à jour n'est pas
systématique au
démarrage. Elle peut
intervenir
ponctuellement, selon
les configurations.

]]> Le système d'exploitation s'éteint

]]> Cette interprétation est
contradictoire avec
l'idée même de
démarrage.

]]> Le BIOS (ou UEFI) initialise le matériel, puis charge le chargeur d'amorçage, qui charge le noyau du système, lequel démarre les services et l'interface utilisateur

]]> Cette séquence en chaîne
va du BIOS au chargeur
d'amorçage, puis au
noyau, à l'init et
enfin à l'interpréteur
de commandes ou à
l'interface graphique.
Cette organisation
permet une grande
flexibilité (par
exemple, le démarrage
alternatif entre
plusieurs systèmes).

]]> Systèmes d'exploitation — Q16 : Appels système Comment une application
demande-t-elle un service au
noyau, par exemple pour lire
un fichier ?

]]> La distinction entre
application et noyau
repose sur des
permissions différentes.
L'appel système est un
« point de passage »
contrôlé qui élève
temporairement les
permissions, ce qui
garantit la sécurité
d'ensemble.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Elle envoie un courriel au noyau

]]> Cette interprétation est
fantaisiste : aucun
mécanisme de
messagerie électronique
n'intervient ici.

]]> Elle redémarre le système

]]> Le redémarrage est une
opération extrême et
n'a aucun rapport avec
la demande d'un
service au noyau.

]]> Elle accède directement au matériel

]]> Cet accès direct est
interdit par le
mécanisme d'isolation,
précisément pour des
raisons de sécurité.

]]> Par l'intermédiaire d'un appel système, qui fait passer brièvement l'exécution en mode noyau le temps de réaliser le service, puis revient en mode utilisateur

]]> C'est une interface
contrôlée entre les
applications et le
noyau. Quelques
exemples : read,
write, open ou
fork. En Python, la
fonction open utilise
plusieurs de ces
appels en interne.

]]> Systèmes d'exploitation — Q17 : Système temps réel Qu'est-ce qu'un système
d'exploitation temps réel ?

]]> Linux et Windows ne sont
pas des systèmes
d'exploitation temps réel.
Pour piloter un cœur
artificiel, par exemple,
on n'utilise pas Windows
en raison de son
imprévisibilité
ponctuelle.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un système qui garantit des temps de réponse prévisibles, indispensable pour l'embarqué critique : freinage automobile, avionique, contrôle industriel

]]> On distingue le temps
réel dur (avec des
échéances strictes
impossibles à manquer)
et le temps réel
mou (au mieux).
Quelques systèmes
temps réel connus :
VxWorks, RTLinux,
FreeRTOS.

]]> Un système d'exploitation très rapide

]]> La rapidité brute
n'est pas le critère.
« Temps réel » signifie
surtout
prévisibilité des
délais d'exécution.

]]> Un système sans interface graphique

]]> La présence ou non
d'une interface
graphique n'a aucun
rapport direct avec la
notion de temps réel.

]]> Un système qui affiche l'heure courante

]]> Tous les systèmes
d'exploitation affichent
l'heure courante. Ce
n'est pas la
caractéristique d'un
système temps réel.

]]> Systèmes d'exploitation — Q18 : Arborescence des fichiers Comment un système de
fichiers est-il
généralement organisé ?

]]> Vocabulaire associé : un
chemin absolu part de
la racine, par exemple
/home/alice/doc.txt,
tandis qu'un chemin
relatif part du dossier
courant, par exemple
../doc.txt.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Sous forme d'une table à deux dimensions

]]> Une organisation en
table serait beaucoup
trop limitée pour des
milliers ou des
millions de fichiers.

]]> De manière aléatoire

]]> Une organisation
aléatoire ne
permettrait pas de
retrouver un fichier
de manière fiable.

]]> Sous forme d'arbre, c'est-à-dire d'une hiérarchie de dossiers et de sous-dossiers, avec une racine

]]> Sous Linux et macOS,
on a une seule racine
notée /. Sous
Windows, on a une
racine par lecteur,
comme C:\ ou D:\.

]]> Sous forme d'une grande liste plate

]]> Cette organisation
serait très difficile
à parcourir au-delà
de quelques dizaines
de fichiers.

]]> Systèmes d'exploitation — Q19 : Partage de ressources Pourquoi deux processus ne
peuvent-ils pas écrire
simultanément dans le
même fichier sans
précaution ?

]]> La notion essentielle
est la
synchronisation :
lorsque plusieurs
processus ou plusieurs
fils d'exécution
accèdent à une ressource
partagée, il faut
sérialiser les accès
critiques pour garantir
la cohérence.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Parce que les écritures peuvent se mélanger, ce qui crée des courses critiques et conduit à des données corrompues

]]> Ces bugs sont
difficiles à
reproduire. Pour les
éviter, on utilise
des verrous (mutex,
verrous de fichier)
ou des structures
atomiques.

]]> Parce que le disque dur ne le permet pas

]]> Techniquement, le
disque accepte les
écritures
successives. Le
problème est plutôt
d'ordre logique :
les écritures peuvent
se mélanger si elles
ne sont pas
coordonnées.

]]> Parce que c'est interdit par la loi

]]> Cette interprétation
juridique n'a aucun
rapport avec la
question technique.

]]> Aucun risque n'est associé à cette situation

]]> Les risques de
corruption de
données sont au
contraire bien
réels, comme expliqué
dans la bonne
réponse.

]]> Systèmes d'exploitation — Q20 : Machine virtuelle Qu'est-ce qu'une machine
virtuelle ?

]]> Plusieurs variantes
existent : la machine
virtuelle complète
(qui simule l'intégralité
d'un ordinateur, donc
assez lourde) et le
conteneur (plus
léger, qui partage le
noyau de l'hôte). Docker
est l'outil de
référence pour les
conteneurs. L'informatique
en nuage moderne repose
largement sur ces
technologies.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un programme antivirus

]]> Un antivirus protège
contre les logiciels
malveillants, ce qui
est sans rapport
avec la virtualisation.

]]> Une simulation d'un ordinateur complet (avec son propre système d'exploitation) à l'intérieur d'un autre, ce qui permet d'exécuter plusieurs systèmes sur une même machine physique

]]> Les machines
virtuelles sont très
utiles pour le
développement, les
tests, la sécurité
et l'informatique en
nuage. Quelques
logiciels populaires :
VirtualBox, VMware,
KVM, Hyper-V.

]]> Un ordinateur qui n'existe pas réellement

]]> Cette description est
imprécise. La machine
virtuelle est une
simulation, comme
détaillé dans la
bonne réponse.

]]> Une carte graphique particulière

]]> Une carte graphique
est un composant
matériel, sans
rapport avec la
virtualisation
logicielle.

]]> Systèmes d'exploitation — Q21 : Fil d'exécution et processus Quelle est la différence
entre un fil d'exécution
et un processus ?

]]> Le multithreading est
utile pour les calculs
parallélisables ne
nécessitant pas
d'isolation forte
(calcul scientifique,
animations). Le
multiprocessing convient
pour les services
isolés (serveurs Web,
bases de données).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un processus possède sa propre mémoire (forte isolation), tandis que plusieurs fils d'exécution d'un même processus partagent la mémoire (plus léger, mais aussi plus risqué)

]]> Les fils d'exécution
permettent un
parallélisme fin
partageant les
données ; les
processus offrent
une forte isolation.
C'est un compromis
classique en
conception
logicielle.

]]> Un fil d'exécution est plus lent qu'un processus

]]> C'est en général
l'inverse : un fil
d'exécution est plus
léger qu'un
processus, car il
partage la mémoire
plutôt que d'avoir
la sienne propre.

]]> Le concept de processus n'existe que sous Linux

]]> Tous les systèmes
d'exploitation
modernes manipulent
des processus.

]]> Aucune différence

]]> Une distinction
importante existe
entre ces deux
notions, comme
expliqué dans la
bonne réponse.

]]> Systèmes d'exploitation — Q22 : Interruption Qu'est-ce qu'une
interruption dans un
système d'exploitation ?

]]> Il faut distinguer les
interruptions
matérielles (signalées
par les périphériques)
et les interruptions
logicielles (appels
système, erreurs
arithmétiques, etc.). Le
système d'exploitation
définit un
« gestionnaire » pour
chaque type
d'interruption.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Une erreur fatale du programme

]]> Une erreur fatale
peut effectivement
déclencher une
interruption, mais le
terme « interruption »
recouvre aussi de
nombreux cas qui ne
sont pas des
erreurs.

]]> Une coupure de courant

]]> Une coupure de
courant peut être une
cause matérielle
d'arrêt, mais le
terme « interruption »
en informatique a un
sens plus large et
plus technique.

]]> La fin normale d'un programme

]]> La fin normale
d'un programme n'est
pas appelée une
interruption.

]]> Un signal envoyé au processeur, par le matériel ou par un programme, qui suspend le travail en cours pour exécuter un gestionnaire approprié

]]> C'est un mécanisme
essentiel pour
réagir aux
événements (touche
appuyée, paquet
réseau reçu,
minuteur expiré, etc.)
sans avoir à les
surveiller en
permanence.

]]> Systèmes d'exploitation — Q23 : Permissions sous Unix Sous Unix, que signifie
la chaîne de permissions
rwxr-xr-- ?

]]> La commande chmod
modifie les permissions :
chmod 755 fichier ou
chmod u+x fichier pour
ajouter le droit
d'exécution au
propriétaire. Cette
commande est très
utilisée dans la
pratique.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Tous les utilisateurs peuvent tout faire

]]> Cette description est
inexacte. Les droits
sont précisément
spécifiés selon
l'utilisateur,
comme détaillé dans
la bonne réponse.

]]> Le propriétaire a les droits de lecture, d'écriture et d'exécution (rwx) ; le groupe a les droits de lecture et d'exécution (r-x) ; les autres utilisateurs ont seulement le droit de lecture (r--)

]]> La chaîne se lit en
trois triplets, qui
correspondent aux
trois catégories
d'utilisateurs. La
notation octale
équivalente est
$754$ ($4$ pour la
lecture, $2$ pour
l'écriture, $1$ pour
l'exécution).

]]> Tout le monde peut exécuter le fichier

]]> Le caractère x
n'apparaît que pour
le propriétaire et
le groupe. Les
autres utilisateurs
ne peuvent pas
exécuter le
fichier.

]]> Personne ne peut lire le fichier

]]> Le caractère r
apparaît dans
chacun des trois
triplets : tous les
utilisateurs peuvent
lire le fichier.

]]> Systèmes d'exploitation — Q24 : Isolation des processus Pourquoi l'isolation
des processus est-elle
cruciale pour la sécurité ?

]]> Plusieurs couches
d'isolation existent :
la mémoire virtuelle, les
permissions sur les
fichiers, les espaces de
noms, les bacs à sable
(utilisés par exemple
dans les navigateurs),
les conteneurs Docker et
les machines virtuelles.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Pour faciliter la copie de fichiers

]]> C'est plutôt
l'inverse :
l'isolation rend la
copie entre
processus plus
délicate, car elle
empêche l'accès
direct.

]]> Pour empêcher qu'un programme malveillant ou simplement bogué accède à la mémoire ou aux fichiers d'autres processus, et puisse compromettre l'ensemble du système

]]> Si un processus de
navigation
compromis pouvait
lire les mots de
passe d'autres
applications, ce
serait
catastrophique. Le
système
d'exploitation
assure cette
isolation grâce à
la mémoire
virtuelle, aux
permissions, aux
espaces de noms et
aux conteneurs.

]]> Pour rendre les programmes plus rapides

]]> La rapidité n'est
pas le but de
l'isolation. Au
contraire, isoler
les processus a un
léger coût en
performance.

]]> Pour économiser de l'électricité

]]> La consommation
électrique n'est
pas reliée à
l'isolation.

]]> Systèmes d'exploitation — Q25 : Synthèse Parmi les affirmations
suivantes sur les
systèmes d'exploitation,
laquelle est fausse ?

]]> Une maxime architecturale :
« tout passe par le
système d'exploitation ».
Ce principe d'indirection
est ce qui garantit la
sécurité, la portabilité
et la modularité des
programmes.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le rôle d'un système d'exploitation est de gérer les processus, la mémoire, les fichiers et les périphériques

]]> Cette affirmation est
correcte. Ce sont
précisément les
missions principales
d'un système
d'exploitation.

]]> Une application accède directement au matériel sans passer par le système d'exploitation

]]> Cette affirmation est
fausse (donc c'est la
bonne réponse). C'est
précisément l'inverse :
toutes les
applications passent
par le système
d'exploitation, via
les appels système,
pour accéder au
matériel. Cela
garantit l'isolation
et la sécurité de
l'ensemble.

]]> La virtualisation permet d'exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur une même machine physique

]]> Cette affirmation est
correcte. C'est l'une
des technologies
fondamentales de
l'informatique en
nuage actuelle.

]]> Linux est un noyau de système d'exploitation libre

]]> Cette affirmation est
correcte. Linux a
été créé par Linus
Torvalds en $1991$
et est diffusé sous
licence GPL.

]]> Systèmes d'exploitation — Q26 : Mode utilisateur et mode noyau Un processeur moderne distingue deux modes d'exécution :
le mode utilisateur et le mode noyau. Quelle est
la différence essentielle entre les deux ?

]]> Cette séparation des privilèges est l'un des piliers
de la sécurité moderne. Elle empêche par exemple
qu'un navigateur compromis prenne le contrôle de la
carte réseau ou efface les fichiers d'autres
utilisateurs. Le passage du mode utilisateur au mode
noyau passe par les appels système, contrôlés
par le noyau.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le mode noyau permet d'accéder à toutes les ressources matérielles, tandis que le mode utilisateur restreint l'accès à la mémoire et aux périphériques

]]> Bonne réponse : le mode noyau donne au système
d'exploitation un contrôle total sur la machine
(mémoire, processeur, périphériques). Le mode
utilisateur, au contraire, isole chaque application
dans une « bulle » contrôlée, ce qui empêche un
programme défaillant d'endommager le système ou
d'autres programmes.

]]> Le mode noyau ne fonctionne que sur Linux

]]> Erreur : la distinction utilisateur/noyau existe sur
tous les systèmes d'exploitation modernes (Linux,
Windows, macOS, BSD). C'est une caractéristique du
processeur, pas du système d'exploitation.

]]> Le mode utilisateur n'est utilisé que pour les jeux vidéo

]]> Erreur : tous les programmes ordinaires (navigateur,
traitement de texte, console Python) tournent en
mode utilisateur. Le mode noyau est réservé au
système d'exploitation lui-même.

]]> Le mode noyau est plus rapide que le mode utilisateur

]]> Erreur : la différence ne tient pas à la vitesse,
mais au niveau de privilèges. Les mêmes instructions
s'exécutent à la même cadence, quel que soit le
mode.

]]> Systèmes d'exploitation — Q27 : Couches logicielles d'un système Dans quel ordre se superposent les couches logicielles
d'un système informatique typique, du plus bas niveau
(matériel) au plus haut niveau (utilisateur) ?

]]> Cette organisation en couches (parfois appelée
« pile logicielle ») est ce qui permet aux mêmes
applications de tourner sur des matériels différents :
seules les couches inférieures sont à adapter. Elle
permet aussi à plusieurs applications de partager les
ressources sans se gêner.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Matériel, applications utilisateur, bibliothèques, noyau

]]> Erreur : le noyau ne se trouve pas au-dessus des
applications. Il en est au contraire le support :
il s'intercale entre le matériel et tout le reste.

]]> Matériel, noyau du système d'exploitation, bibliothèques et services, applications utilisateur

]]> Bonne réponse : c'est le modèle en couches usuel.
Le noyau dialogue directement avec le matériel ;
les bibliothèques s'appuient sur le noyau via les
appels système ; les applications appellent les
bibliothèques. Chaque couche masque la complexité
de la précédente.

]]> Noyau, matériel, applications utilisateur, bibliothèques

]]> Erreur : le noyau ne se situe pas en dessous du
matériel. C'est l'inverse : le matériel est la
couche la plus basse, le noyau s'exécute dessus.

]]> Applications, noyau, matériel, bibliothèques

]]> Erreur : l'ordre n'est pas cohérent. Les
applications utilisateur sont la couche la plus
haute, et les bibliothèques système se situent
entre le noyau et les applications.

]]> Systèmes d'exploitation — Q28 : BIOS, UEFI et système d'exploitation Quelle est la différence entre le BIOS (ou son
successeur UEFI) et un système d'exploitation comme
Windows ou Linux ?

]]> Le BIOS (ancien) et l'UEFI (moderne) constituent ce
qu'on appelle un firmware. Ils sont stockés dans
une puce de mémoire morte de la carte mère et restent
présents même quand le disque est vide. Sans eux, la
machine ne pourrait pas démarrer.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le BIOS/UEFI est un micrologiciel intégré à la carte mère qui initialise le matériel puis lance le système d'exploitation

]]> Bonne réponse : à la mise sous tension, c'est le
BIOS/UEFI qui prend la main. Il vérifie le matériel
(mémoire, périphériques) puis charge le démarreur
de système d'exploitation depuis le disque. Le
système d'exploitation prend alors le relais.

]]> L'UEFI est un système d'exploitation libre, comme Linux

]]> Erreur : l'UEFI est un micrologiciel, pas un
système d'exploitation. Il n'exécute pas
d'applications utilisateur et n'offre pas
d'interface graphique de bureau.

]]> Aucune, il s'agit du même logiciel sous deux noms différents

]]> Erreur : ce sont deux logiciels distincts. Le BIOS
ou l'UEFI est un programme stocké en mémoire morte
sur la carte mère ; le système d'exploitation est
installé sur le disque et chargé au démarrage.

]]> Le BIOS/UEFI remplace le système d'exploitation sur les serveurs

]]> Erreur : le BIOS/UEFI ne remplace jamais le système
d'exploitation. Sur un serveur comme sur un poste
de travail, son rôle se limite au démarrage et à
quelques services bas niveau.

]]> Systèmes d'exploitation — Q29 : Rôle d'un pilote Que désigne-t-on par pilote (en anglais driver)
dans un système d'exploitation ?

]]> Quand on branche une nouvelle imprimante ou une
nouvelle carte graphique, il est parfois nécessaire
d'installer un pilote dédié. Les systèmes modernes
embarquent des centaines de pilotes génériques pour
reconnaître automatiquement la plupart des
périphériques courants.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un programme qui exécute les calculs scientifiques en parallèle

]]> Erreur : ce serait plutôt une bibliothèque de
calcul (BLAS, NumPy, etc.). Un pilote a une mission
très différente : faire le lien entre le système et
un périphérique.

]]> Un programme spécialisé permettant au système d'exploitation de communiquer avec un périphérique matériel précis

]]> Bonne réponse : chaque modèle de périphérique
(carte graphique, imprimante, capteur) parle un
dialecte spécifique. Le pilote traduit les
requêtes générales du noyau dans ce dialecte
particulier. Sans pilote, le matériel n'est pas
reconnu.

]]> La cadence d'horloge du processeur

]]> Erreur : la cadence d'horloge est une grandeur
physique mesurée en hertz. Un pilote est un
logiciel, pas une fréquence.

]]> La personne qui utilise l'ordinateur

]]> Erreur : en informatique, le terme « pilote »
(driver) désigne un module logiciel, pas une
personne. La personne qui utilise l'ordinateur
est appelée « utilisateur ».

]]>