Le simple fait de démarrer son ordinateur met en branle une mécanique logicielle complexe qui donne vie à l’ordinateur. Il s’agit du système d’exploitation dont l’usager n’a guère à se soucier, si ce n’est lorsqu’il accepte les mises à jour via Windows Update ou lors des opérations de défragmentation ou de sauvegarde. Histoire d’éviter le pire en cas de panne. De fait, peu d’entre nous sont à même de décrire de façon précise le principe de fonctionnement de leur système d’exploitation (OS pour Operating System en anglais) tant il est complexe. Ce dernier se compose en effet de multiples programmes dont la finalité n’est autre que de fournir un “ liant intelligent ” entre les ressources matérielles (PC, écran, imprimante, APN, routeurs…), les applications qui les animent et faire en sorte que le tout soit bien sûr accessible à l’utilisateur. Pour ce faire, l’OS comporte plusieurs volets interactifs que sont le noyau (ou kernel), les bibliothèques, le système de gestion de fichiers, les outils système, l’interface utilisateur voire quelques programmes de base plus ou moins remis en cause au fil du temps.
Du centre où tout démarre
Comme son nom l’indique, le noyau est au cœur de l’OS. C’est une couche applicative fondamentale qui s’exécute au démarrage afin d’offrir l’accès aux premiers services de l’ordinateur. De façon succincte, le noyau établit le contact avec les différents composants du PC (mémoire, disque dur, carte graphique…), les périphériques connectés et il active la prise en charge des protocoles réseaux dont TCP/IP, indispensable pour accéder à Internet. “ Dans Windows 7, la structure des pilotes qui assurent la communication avec les périphériques demeure analogue, pour préserver une compatibilité descendante. Les pilotes communiquent avec le noyau via une interface DDI (device-driver interface). Vient juste se greffer la prise en charge de DirectX 11 et certaines fonctions graphiques ”, précise Arnaud Lambert, chef produit Windows 7 chez Microsoft. Le noyau active et gère également les accès mémoire pour l’exécution des programmes installés sur le PC. Il se charge de déterminer l’allocation mémoire nécessaire au fonctionnement de chaque application et il gère à cette fin tous les processus en liaison avec le processeur. Dans des OS comme Windows, une partie de la mémoire vive est dédiée au noyau, une autre partie aux applications, afin d’éviter des collusions qui pourraient être très gênantes lors des accès mémoire.Autour du noyau viennent se greffer d’autres couches applicatives dont le système de gestion de fichiers (File System en anglais). Sans ce système qui structure les données, point de stockage possible dans les “ bacs ” de mémoire secondaires (disque dur, clé USB, disque optique…). Le noyau intervient là encore dans les opérations de lecture et d’écriture des données. Dans Windows, cette structure de données est dite en arborescence et permet à l’utilisateur de visionner la façon dont sont organisés ses dossiers mais aussi, chose très décriée par les adeptes de Linux, les fichiers système. Une intervention malheureuse sur un .exe par exemple et la catastrophe n’est pas loin…Les OS comprennent également des bibliothèques. On y trouve des fonctions opératoires auxquelles les applications ont très souvent recours. Les regrouper ainsi évite d’avoir à les dupliquer dans tous les programmes. Dans les bibliothèques système, une grande partie des opérations stockées sont en lien avec le noyau alors que dans les bibliothèques utilitaires, il s’agit d’opérations plus courantes (des fonctions de tri, par exemple) intervenant dans les applications.
…À l’interface où tout se voit
Restent les outils système et l’interface utilisateur. Les premiers permettent de configurer différents paramètres notamment la gestion des comptes utilisateurs, l’aspect réseau ou encore l’activation automatique de certains services. Quant à l’interface utilisateur ou interface homme machine (IHM), elle est indispensable pour présenter de façon compréhensible le travail effectué par l’ordinateur. Elle existe grâce à des fonctions “ shell ”, lesquelles ont évolué de la ligne de commande (CLI pour Command Line Interface) vers une interface graphique (GUI pour Graphical User Interface). Il serait enfin regrettable de ne pas citer les petits programmes de base qui sont généralement liés à l’OS, particulièrement la calculatrice ou le navigateur Web.
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