Operating systems and utility software · Systèmes d'exploitation et logiciels utilitaires
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|---|---|
| operating system/ˈɒpəreɪtɪŋ ˈsɪstəm/ | système d'exploitation |
| utility programs/juːˈtɪlɪti ˈprəʊɡræmz/ | programmes utilitaires |
| device driver/dɪˈvaɪs ˈdraɪvə/ | pilote de périphérique |
| memory management/ˈmeməri ˈmænɪdʒmənt/ | gestion de la mémoire |
| memory protection/ˈmeməri prəˈtekʃn/ | protection de la mémoire |
| virtual memory/ˈvɜːtʃuːəl ˈmeməri/ | mémoire virtuelle |
| paging/ˈpeɪdʒɪŋ/ | le paging |
| process/ˈprəʊses/ | processus |
| process management/ˈprəʊses ˈmænɪdʒmənt/ | gestion des processus |
| scheduling/ˈʃedjuːlɪŋ/ | ordonnancement |
| time slice/taɪm slaɪs/ | partage de temps |
| hardware interrupt/ˈhɑːdweə ˈɪntərʌpt/ | interruption matérielle |
| software interrupt/ˈsɒftweə ˈɪntərʌpt/ | interruption logicielle |
| interrupt handler/ˈɪntərʌpt ˈhændlə/ | gestionnaire d'interruptions |
| directory/daɪˈrektəri/ | répertoire |
| access rights/ˈækses raɪts/ | droits d'accès |
| signatures/ˈsɪɡnɪtʃəz/ | signatures |
| incremental backups/ˌɪŋkrɪˈmentl ˈbækʌps/ | sauvegardes incrémentales |
| fragmented/fræɡˈmentɪd/ | fragmentée |
1202 alarm
- Three minutes before the first Moon landing, the Apollo 11 guidance computer flashed a code the crew had never seen in training: 1202. A misconfigured radar was flooding it with work it could not finish.
- The computer's tiny operating system 操作系统 did what an operating system is for. It ranked every job by priority, dropped the ones that did not matter, and kept the descent calculations running. The landing continued.
- Without that scheduler, the computer would have frozen and the landing been aborted. Every phone and laptop today makes the same decisions thousands of times a second.
- This lesson is why a computer needs an OS, the five management tasks the syllabus names, and the utility programs bundled with it.
Alarme 1202
- Trois minutes avant le premier atterrissage lunaire, l'ordinateur de guidage Apollo 11 a affiché un code jamais vu lors de l'entraînement : 1202. Un radar mal configuré le submergeait de travail impossible à terminer.
- Le petit système d'exploitation 操作系统 de l'ordinateur a fait ce qu'un système d'exploitation est censé faire. Il a classé toutes les tâches par priorité, abandonné celles qui n'étaient pas essentielles, et maintenu le fonctionnement des calculs d'atterrissage. L'atterrissage a continué.
- Sans ce planificateur, l'ordinateur aurait gelé et l'atterrissage aurait été annulé. Chaque téléphone et ordinateur portable aujourd'hui prend les mêmes décisions des milliers de fois par seconde.
- Cette leçon explique pourquoi un ordinateur a besoin d'un OS, les cinq tâches de gestion nommées par le programme, et les programmes utilitaires inclus.
Why a computer needs an operating system
- Hardware alone can only fetch and execute instructions. It knows nothing about files, programs, networks or users.
- The OS provides an interface between the user and the hardware, and hides the complexity of the hardware from the user and from application programs.
- It manages the hardware resources, processor time, memory, storage and input/output, and shares them between programs; it loads application software into memory and runs it; and it provides security and utilities.
- Without one, every program would need its own device drivers and only one program could safely run at a time.
One layer between every program and the hardware
Pourquoi un ordinateur a besoin d'un système d'exploitation
- Le matériel seul peut uniquement chercher et exécuter des instructions. Il ne sait rien des fichiers, programmes, réseaux ou utilisateurs.
- L'OS fournit une interface entre l'utilisateur et le matériel, et cache la complexité du matériel à l'utilisateur et aux programmes applicatifs.
- Il gère les ressources matérielles, temps processeur, mémoire, stockage et entrée/sortie, et les partage entre programmes ; il charge les logiciels applicatifs en mémoire et les exécute ; et il fournit sécurité et utilitaires.
- Sans lui, chaque programme devrait avoir ses propres pilotes de périphériques et seul un programme pourrait s'exécuter en toute sécurité à la fois.
*Une couche entre chaque programme et le matériel
Where the operating system sits · Où se situe le système d'exploitation
Tap each layer. The OS is the middle layer — it sits between your applications and the hardware, sharing the machine safely so programs never touch the hardware directly. · Tapez chaque couche. Le SOS est la couche intermédiaire — il se situe entre vos applications et le matériel, partageant la machine en toute sécurité afin que les programmes ne touchent jamais directement le matériel.
Which is a core job of an operating system? · Quel est un rôle central d'un système d'exploitation ?
The OS manages hardware and provides services and a UI, letting multiple programs run safely on shared hardware. · Le S.O. gère le matériel et fournit des services ainsi qu'une interface utilisateur, permettant à plusieurs programmes de s'exécuter en toute sécurité sur un matériel partagé.
The operating system lets several programs share the same hardware safely, so they don't interfere with each other. · Le système d'exploitation permet à plusieurs programmes de partager le même matériel en toute sécurité, afin qu'ils ne se gênent pas mutuellement.
Sharing the CPU, memory and devices safely between many programs is exactly what the OS is for. · Partager en toute sécurité le processeur, la mémoire et les périphériques entre de nombreux programmes est précisément ce pour quoi le S.O. existe.
Which are purposes of an operating system? Select all · tout that apply. · Quels sont les rôles d'un système d'exploitation ? Sélectionnez tous ceux qui s'appliquent.
Interface, hiding complexity, managing and sharing resources are the OS's jobs. Translation is a compiler's or interpreter's. · Interface, masquage de la complexité, gestion et partage des ressources sont les tâches du S.O. La traduction est celle d'un compilateur ou d'un interpréteur.
Memory management
- Memory management 内存管理 allocates memory to each program when it is loaded and frees it when the program ends.
- It keeps every program's memory separate, memory protection 内存保护, so one program cannot overwrite another's data.
- It swaps pages between RAM and disk, virtual memory 虚拟内存 through paging 分页, so more programs can be open than physical memory allows.
Each process gets its own fenced block
Gestion de la mémoire
- La gestion de la mémoire 内存管理 alloue de la mémoire à chaque programme lors de son chargement et la libère à la fin de son exécution.
- Elle garde la mémoire de chaque programme séparée, protection mémoire 内存保护, afin qu'un programme ne puisse pas écraser les données d'un autre.
- Elle échange des pages entre RAM et disque, mémoire virtuelle 虚拟内存 via paging 分页, afin que plus de programmes puissent être ouverts que ne le permet la mémoire physique.
*Chaque processus obtient sa propre zone clôturée
Virtual memory (paging) lets the OS: · La mémoire virtuelle (paging) permet au S.O. :
Paging moves blocks between RAM and disk so programs can use more memory than is physically installed. · Le paging déplace des blocs entre la RAM et le disque afin que les programmes puissent utiliser plus de mémoire qu'il n'y en a physiquement.
Process management
- A running program is a process 进程. Process management 进程管理 creates and ends processes.
- It decides which process gets the CPU next, scheduling 调度, and for how long, a time slice 时间片, then saves the process's state and switches to the next.
- It resolves conflicts when two processes want the same resource, and can end one that stops responding.
Gestion des processus
- Un programme en cours d'exécution est un processus 进程. La gestion des processus 进程管理 crée et termine des processus.
- Elle décide quel processus obtient le CPU suivant, ordonnancement 调度, et pendant combien de temps, une tranche de temps 时间片, puis sauvegarde l'état du processus et passe au suivant.
- Elle résout les conflits lorsque deux processus veulent la même ressource, et peut mettre fin à celui qui ne répond plus.
A running program is called a: · Un programme en cours d'exécution est appelé :
Process management loads, schedules and switches between processes (running programs). · La gestion des processus charge, planifie et alterne entre les processus (programmes en cours d'exécution).
Worked example: how the OS makes multitasking possible
- Explain how memory management and process management allow several programs to run at the same time. [4]
- Memory management loads several programs into memory at once, each in its own protected area, and keeps track of which addresses belong to which program.
- Process management shares the processor between them: each process runs for a time slice, the OS saves its state and switches to the next.
- The switching is so fast that all the programs appear to run at the same time, though the processor executes only one at any instant.
Exemple résolu : comment l'OS rend le multitâche possible
- Expliquez comment la gestion de la mémoire et la gestion des processus permettent à plusieurs programmes de s'exécuter simultanément. [4]
- La gestion de la mémoire charge plusieurs programmes en mémoire à la fois, chacun dans sa propre zone protégée, et suit quelles adresses appartiennent à quel programme.
- La gestion des processus partage le processeur entre eux : chaque processus s'exécute pendant une tranche de temps, l'OS sauvegarde son état et passe au suivant.
- Le basculement est si rapide que tous les programmes semblent s'exécuter en même temps, bien que le processeur n'en exécute qu'un seul à tout instant.
Put the steps that let several programs appear to run at once in order. · Mettez les étapes permettant à plusieurs programmes de sembler s'exécuter simultanément dans l'ordre.
Memory management does the first step; process management does the rest. · La gestion de la mémoire fait la première étape ; la gestion des processus fait le reste.
Hardware management and interrupts
- The OS talks to each device through its device driver 设备驱动, queues and buffers data going to slow devices such as a printer, and shares one device between several programs.
- A hardware interrupt 硬件中断 comes from a device: a key pressed, a printer out of paper, a disk transfer finished, a power failure. A software interrupt 软件中断 comes from a program: division by zero, an invalid instruction, a request for an OS service.
- The interrupt handler 中断处理程序 saves the state of the current process, deals with the interrupt, then restores the process and continues.
Gestion matérielle et interruptions
- Le S.O. communique avec chaque appareil via son pilote de périphérique 设备驱动, met en file d'attente et met en tampon les données destinées aux appareils lents comme une imprimante, et partage un appareil entre plusieurs programmes.
- Une interruption matérielle 硬件中断 provient d'un appareil : une touche enfoncée, une imprimante sans papier, une fin de transfert disque, une coupure de courant. Une interruption logicielle 软件中断 provient d'un programme : division par zéro, instruction invalide, demande de service S.O.
- Le gesteur d'interruptions 中断处理程序 sauvegarde l'état du processus en cours, traite l'interruption, puis restaure le processus et continue.
A printer runs out of paper and signals the processor. This is: · Une imprimante manque de papier et signale au processeur. C'est :
It comes from a device. A software interrupt comes from a program, such as a division by zero. · Elle provient d'un périphérique. Une interruption logicielle provient d'un programme, comme une division par zéro.
File management and security management
- File management: creates, names, copies, moves and deletes files and folders; keeps the directory 目录 structure and a record of where each file sits on the disk; allocates disk space; enforces access rights 访问权限 for each user.
- Security management: user accounts and passwords, access rights, encryption of stored data, a firewall, automatic security updates, and a log of who did what.
- A "describe" question wants what the OS actually does under each heading, one action per mark.
Gestion des fichiers et gestion de la sécurité
- Gestion des fichiers : crée, nomme, copie, déplace et supprime des fichiers et dossiers ; conserve la structure du répertoire 目录 et un registre de l'emplacement de chaque fichier sur le disque ; alloue de l'espace disque ; applique les droits d'accès 访问权限 pour chaque utilisateur.
- Gestion de la sécurité : comptes utilisateurs et mots de passe, droits d'accès, chiffrement des données stockées, pare-feu, mises à jour de sécurité automatiques et journalisation des actions.
- Une question « décrire » demande ce que le S.O. fait concrètement sous chaque rubrique, une action par point.
Match each OS management task to what it does. · Reliez chaque tâche de gestion du S.O. à ce qu'elle fait.
The OS juggles four core resources — the CPU (processes), RAM (memory), storage (files) and peripherals (devices). · Le S.O. gère quatre ressources fondamentales : le CPU (processus), la RAM (mémoire), le stockage (fichiers) et les périphériques (appareils).
Utility software
- Utility programs 实用程序 are system software that maintain, repair or optimise the computer rather than doing a user's task.
- Disk formatter: prepares a disk for use by setting up its file system, deleting any existing data. Virus checker: compares files against a database of known signatures 签名, watches behaviour, quarantines what it finds; must be updated.
- Defragmentation software: gathers the scattered blocks of each file together. Disk contents analysis and repair: shows what uses the space; finds and fixes bad sectors and file-system errors.
- File compression: shrinks files for storage and transfer. Back-up software: copies files to another medium on a schedule; a full copy, then incremental backups 增量备份 of what changed.
Each one does a single maintenance job
Logiciels utilitaires
- Les programmes utilitaires 实用程序 sont des logiciels système qui entretiennent, réparent ou optimisent l'ordinateur plutôt que d'exécuter une tâche utilisateur.
- Formateur de disque : prépare un disque pour utilisation en configurant son système de fichiers, effaçant les données existantes. Antivirus : compare les fichiers contre une base de données de signatures connues, surveille le comportement, met en quarantaine ce qu'il trouve ; doit être mis à jour.
- Logiciel de défragmentation : regroupe les blocs dispersés de chaque fichier. Analyse et réparation du contenu du disque : montre ce qui utilise l'espace ; trouve et corrige les secteurs défectueux et les erreurs du système de fichiers.
- Compression de fichiers : réduit la taille des fichiers pour le stockage et le transfert. Logiciel de sauvegarde : copie les fichiers vers un autre support selon un planning ; une copie complète, puis des sauvegardes incrémentielles 增量备份 des modifications.
Chacun effectue une seule tâche d'entretien
System-maintenance programs such as antivirus, backup and defragmenter are called ______ software. · Les programmes de maintenance système tels que l'antivirus, la sauvegarde et le défragmenteur sont appelés logiciel ______.
Utility software maintains the system; word processors and browsers are application software. · Le logiciel utilitaire entretient le système ; les traitements de texte et les navigateurs sont des logiciels applicatifs.
Worked example: how defragmentation improves performance
- Explain how defragmentation can improve the performance of a computer. [3]
- A hard disk stores a file in whatever free blocks it finds, so over time a file becomes fragmented 碎片化, scattered across the platter, and reading it needs many movements of the read/write head.
- The defragmenter moves the blocks of each file next to each other, so it is stored contiguously, and gathers the free space into one region.
- Files are then read with fewer head movements, so they load faster, and new files can be written into one continuous space. An SSD has no moving head, so it gains nothing.
Exemple résolu : comment la défragmentation améliore les performances
- Expliquez comment la défragmentation peut améliorer les performances d'un ordinateur. [3]
- Un disque dur stocke un fichier dans les blocs libres disponibles, donc avec le temps, un fichier devient fragmenté 碎片化, dispersé sur le plateau, et sa lecture nécessite de nombreux déplacements de la tête de lecture/écriture.
- Le défragmenteur place les blocs de chaque fichier côte à côte, de sorte qu'ils sont stockés de manière contiguë, et regroupe l'espace libre en une seule zone.
- Les fichiers sont ensuite lus avec moins de déplacements de têtes, ils se chargent plus vite, et de nouveaux fichiers peuvent être écrits dans un espace continu. Un SSD n'a pas de tête mobile, il n'en tire aucun avantage.
A disk defragmenter is useful on a hard disk but NOT on an SSD because: · Un défragmenteur de disque est utile sur un disque dur mais PAS sur un SSD car :
Defragmenting reduces head-movement (seek) time on a spinning disk; an SSD has no heads, so it gains nothing (and the extra writes wear it). · La défragmentation réduit le temps de déplacement de tête (recherche) sur un disque rotatif ; un SSD n'a pas de têtes, il n'en tire aucun avantage (et les écritures supplémentaires l'usent).
Worked example: one line from each utility to its purpose
| Utility | Purpose |
|---|---|
| defragmentation | files load faster because their blocks are together |
| disk repair | a disk with bad sectors or file-system errors works again |
| disk contents analysis | space is freed by finding large, duplicate and temporary files |
| file compression | more data fits on the disk and transfers faster |
| virus checker | malware is found and quarantined |
| back-up software | data is restored after loss, corruption or ransomware |
- Performance on the left half, security on the right. Each utility pairs with exactly one purpose.
Exemple résolu : une ligne pour chaque utilitaire et son objectif
| Utilitaire | Objectif |
|---|---|
| défragmentation | les fichiers se chargent plus vite car leurs blocs sont groupés |
| réparation de disque | un disque avec des secteurs défectueux ou des erreurs de système de fichiers fonctionne à nouveau |
| analyse du contenu du disque | de l'espace est libéré en trouvant les gros fichiers, doublons et temporaires |
| compression de fichiers | plus de données tiennent sur le disque et se transfèrent plus vite |
| antivirus | les malwares sont détectés et mis en quarantaine |
| logiciel de sauvegarde | les données sont restaurées après perte, corruption ou ransomware |
- Performances à gauche, sécurité à droite. Chaque utilitaire correspond exactement à un objectif.
Match each utility to its purpose. · Reliez chaque utilitaire à son objectif.
One utility, one purpose. The examiner's line-drawing questions are marked exactly this way. · Un utilitaire, un but. Les questions de dessin au trait de l'examinateur sont notées exactement de cette manière.
Marks that slip away
- "Manages memory" is the heading, not the answer. Say what it does: allocates, protects, frees, pages to disk.
- A utility is not the OS and not an application. It performs one maintenance task.
- Defragmentation helps a hard disk; it does nothing for an SSD.
- A virus checker is only as good as its last update; a backup is the only recovery from ransomware.
Pièges qui font perdre des points
- « Gère la mémoire » est le titre, pas la réponse. Dites ce qu'il fait : alloue, protège, libère, swap vers le disque.
- Un utilitaire n'est ni le S.O. ni une application. Il effectue une seule tâche d'entretien.
- La défragmentation aide un disque dur ; elle ne sert rien à un SSD.
- Un antivirus n'est bon que selon sa dernière mise à jour ; une sauvegarde est le seul moyen de récupérer d'un ransomware.
You've got it
- the OS is the interface between user and hardware: it hides complexity, manages and shares the processor, memory, storage and I/O, and loads and runs programs
- five management tasks: memory (allocate, protect, page), process (schedule by time slice, switch), hardware (drivers, buffers, interrupts), file (directory, space, access rights), security (accounts, encryption, firewall, logs)
- multitasking = protected memory areas + time-sliced switching fast enough to look simultaneous
- utilities: formatter, virus checker, defragmenter, disk analysis and repair, compression, backup, each with one purpose
Vous avez compris
- le S.O. est l'interface entre l'utilisateur et le matériel : il cache la complexité, gère et partage le processeur, la mémoire, le stockage et E/S, et charge/exécute les programmes
- cinq tâches de gestion : mémoire (allouer, protéger, paging), processus (planifier par tranche de temps, basculer), matériel (pilotes, tampons, interruptions), fichier (répertoire, espace, droits d'accès), sécurité (comptes, chiffrement, pare-feu, journaux)
- multitâches = zones mémoire protégées + basculement par tranche de temps assez rapide pour paraître simultané
- utilitaires : formateur, antivirus, défragmenteur, analyse et réparation de disque, compression, sauvegarde, chacun avec un objectif unique