pdf pour impression, diaporama #

Système d’exploitation

Première

• pratique sous Linux avec la clé
• résumé des commandes de base

Terminale

• processus
• fichier et système de fichiers (rappel)
• avec le shell (rappel)

Processus #

Processus & programme #

Programme #

• description statique
• code, suite d’instructions

Processus #

• activité dynamique, temporelle
• vie d’un processus : création d’un processus, exécution, fin d’un processus

. . .

Un processus est une instance d’exécution d’un programme #

• plusieurs exécutions de programmes
• plusieurs exécutions d’un même programme
• plusieurs exécutions « simultanées » de programmes différents
• plusieurs exécutions « simultanées » d’un même programme

P…, p…, processeur #

Programme, processus… processeur #

• entité matérielle
• désigne l’utilisation du processeur

Affectation du processeur à un processus #

• pour un temps donné
• permet de faire progresser le processus

Choix de cette affectation = ordonnancement #

• système multiprocessus
• choix à la charge du système d’exploitation

P…, p…, p…, parallélisme, pseudo-parallélisme #

Ordonnancement #

• plusieurs processus, un processeur
• entrelacement des processus

Deux processus #

\

{height=10%}\

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%”} → exécution séquentielle ::: ::: {.column width=“50%”} ::: :::::

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%”} → exécutions parallèles (deux processeurs) ::: ::: {.column width=“50%”} {height=10%} ::: :::::

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%”} → exécutions entrelacées ::: ::: {.column width=“50%”} ::: :::::

. . .

:::::: {.columns} ::: {.column width=“50%”} → autre entrelacement ::: ::: {.column width=“50%”} ::: :::::

. . .

• impression pour chacun de disposer d’un processeur
  • le système virtualise la ressource processeur

Processus = abstraction #

Processus = exécution abstraite d’un programme #

• indépendante de l’avancement réel de l’exécution

Exécution d’un programme = réunion des instants d’exécution réelle du programme #

• dépend de la disponibilité du processeur

Processus = abstraction #

• désigne une entité identifiable
• par exemple : priorité d’un processus
• parallélisme, simultanéité, interaction… de deux processus

Compétition (race condition) #

• résultats de deux processus dépend de cet entrelacement
• par exemple à cause d’accès partagés à un ficher…
• danger potentiel, à éviter…

Processus & ressources #

Processus = exécution d’un programme #

• requiert des ressources

Ressource #

• entité nécessaire à l’exécution d’un processus
• ressources matérielles : processeur, périphérique…
• ressources logicielles : variable…

Caractéristiques d’une ressource #

• état : libre, occupée
• nombre de possibles utilisations concurrentes
  (ressource à accès multiples)

Ressources indispensables à un processus #

• mémoire propre (mémoire virtuelle)
• contexte d’exécution (état instantané du processus)
  • pile (en mémoire)
  • registres du processeur

États d’un processus #

{height=80%}

{width=90%}

Attributs d’un processus #

Identification univoque #

• PID process ID
• numéro entier pid_t{.c}

Propriétaire #

• utilisateur qui a lancé le processus, son groupe
• détermine les droits du processus

Répertoire de travail #

• origine de l’interprétation des chemins relatifs

Hiérarchie des processus #

• création de processus… par un processus
• chaque processus a donc un processus père
• processus init{.c} ancêtre de tous les processus
• héritage — répertoire de travail, etc.

Gérer les processus depuis le shell #

% commande

• création d’un processus qui va exécuter le programme commande

% ps ax

• liste les processus

% top

• affichage en continu des informations relatives aux processus
  • htop et atop sont des alternatives

% kill -9 pid

• « tue » le processus désigné
  • envoi d’un signal 9

% killall nom

• « tue » les processus désignés par leur nom

Fichier et système de fichiers #

Données persistantes #

Processus manipule des données #

• conserve en mémoire
• tout au long de son exécution

Besoin de conservation des données #

• au delà de la fin du processus

Besoin de mémoriser de grandes quantités de données #

• taille supérieure à la mémoire (virtuelle)

Besoin de partage des données #

• données accessibles (simultanément) par plusieurs processus

Fichiers #

• mémoriser des données
• sur disques — ou autres « mémoires secondaires »
• de manière persistante

Système de fichiers #

Système de fichiers = partie du système d’exploitation #

• organisation des fichiers
• structuration, nommage, accès, protection, implantation…

Fichier = mécanisme d’abstraction #

• présentation à l’utilisateur
• opérations permises par le système d’exploitation
  • création, lecture/écriture, déplacement, suppression…
• … à partir d’un nom, chemin d’accès

Implantation des systèmes de fichiers #

• variées — FAT, ext2, ext4, HFS, AFS, NHS…

Répertoires #

Répertoire = fichier particulier #

• mémorise la structure du système de fichiers
• opérations contrôlées par le système d’exploitation

Fichier ordinaire #

• contient les données — suite d’octets (/bits, /blocs)
• sans organisation particulière

Hiérarchie #

Système de fichiers présente une hiérarchie #

• répertoire « contient » des fichiers
• racine du système de fichiers
• position courante dans la hiérarchie

Système de fichiers n’est pas une hiérarchie #

• implantation sur la machine est un ensemble de nœuds
• un nœud = un ensemble de blocs de données
• détails d’implémentation cachés

L’utilisateur doit savoir que le système de fichiers n’est pas une hiérarchie #

• répertoire contient une liste de noms d’entrées
• manipulation des liens symboliques
• manipulation des liens physiques

Système de fichiers arborescent #

Le système de fichier est un arbre #

• vue simplificatrice (… sur laquelle on reviendra)
• arbre = racine + nœuds à un parent unique + arcs

Racine #

• notée /
• est son propre parent

Arcs ou entrées #

• nommés, tous caractères sauf \0 et /
• éviter les espaces, les non imprimables, et non ASCII

Nœuds non terminaux #

• répertoires
• toujours deux fils : \LARGE . \normalsize et \LARGE .. \normalsize
• \LARGE . \normalsize désigne le nœud lui-même, \LARGE .. \normalsize désigne son père

Nœuds terminaux #

• fichiers standard
• contiennent des données

Système de fichiers, un arbre #

{width=80%}

{width=80%}

Système de fichiers, un arbre, ou presque #

{height=85%}

{height=85%}

{height=85%}

Inombre - numérotation des nœuds #

Inœud #

• structure de données sur le disque
• informations relatives à un fichier : taille, dates, droits…
• et moyen d’accès aux données

Désignation d’un fichier sur le support matériel #

• numéro d’inœud (inode)
• (numéro de périphérique)

Association d’une numérotation à un nœud #

• lien entre le nommage et le contenu

Nommages multiples d’un nœud #

• de part les arcs \LARGE . \normalsize et \LARGE .. \normalsize
• de part les liens physiques (à suivre…)
• accès au même inœud - au même contenu
• partage des modifications du contenu

Liens multiples I #

Entrées multiples pour un nœud #

• plusieurs entrées (arcs)
• d’un même répertoire ou de répertoires différents
• désignent le même nœud

Lien physique #

• ensemble des liens désignant un même nœud
• ensemble des chemins désignant un même nœud

Non autorisé pour les répertoires #

• assurer la cohérence de la hiérarchie

Liens multiples II #

{height=90%}

Liens multiples III \ \ \ \ \ \ \ \ \ ln ../adn/adn.py src.py #

{height=90%}

Liens multiples IV #

% pwd
/home/diueil/duchmol/gee
% ls -a ..
.        .ssh      gee
..        adn      readme.md

% ls -li ../adn/
total 16
14255183 -rw-r--r--  1 phm  staff  1858 28 mai 12:21 adn.py
14255577 -rw-r--r--  1 phm  staff   973 28 mai 12:21 arn.py

% ln ../adn/adn.py src.py

% ls -li
total 24
14255207 -rw-r--r--  1 phm  staff    41 28 mai 12:22 bar
14255198 -rw-r--r--  1 phm  staff    31 28 mai 12:22 foo
14255183 -rw-r--r--  2 phm  staff  1858 28 mai 12:21 src.py

Différents types de fichiers #

% ls -l
total 8
drwxr-xr-x  4 phm  staff  128 28 mai 12:21 adn
drwxr-xr-x  5 phm  staff  160 28 mai 12:25 gee
-rw-r--r--  1 phm  staff   32 28 mai 12:15 readme.md

Fichiers ordinaires #

Répertoires #

Liens symboliques #

Liens symboliques I #

Contient des données = chemin qui désigne un autre nœud #

• chemin absolu, ou
• chemin relatif

Chemin désigné = chemin #

• chemin d’un répertoire, ou
• chemin d’un fichier ordinaire

Interprétation du nom #

• le lien symbolique lui-même, ou

• le fichier qu’il désigne

• peut dépendre du contexte d’utilisation

  % rm symlink
  % cat symlink
  

Liens symboliques II #

Création par ln -s #

% ls
foo.txt
% cat foo.txt
fOOOOOOoooo.....
% ln -s foo.txt bar.txt
% ls
bar.txt   foo.txt
% ls -l
total 16
lrwxr-xr-x  1 phm  phm   7 28 mai 23:33 bar.txt -> foo.txt
-rw-r--r--  1 phm  phm  17 28 mai 23:33 foo.txt
% cat bar.txt
fOOOOOOoooo.....

Lien symbolique pas toujours valide #

% rm foo.txt
% cat bar.txt
cat: bar.txt: No such file or directory

Liens symboliques III #

{width=80%}

Opérations sur les fichiers #

Informations #

• numéro inœud
• type du fichier, taille…
• dates…
• propriétaire et groupe propriétaire
• droits

Parcours de la hiérarchie #

• listage
• déplacement dans la hiérarchie

Modification de la hiérarchie #

• création, destruction de nœuds
• liens physiques et symboliques

Écriture et lecture des données des fichiers ordinaires #

Shell #

Très et trop brève introduction à UNIX, à l’interpréteur de commandes,
sur le portail gitlab-fil.univ-lille.fr/diu-eil-lil/bloc3/

Précisions

• entrées-sorties, redirection
• substitutions

Entrées-sorties #

% commande [options]... [arguments]...

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ {width=60%}

• création d’un processus qui va exécuter le programme commande

  • entrée standard
  • sortie standard
  • associées au terminal

• une telle commande est appelée filtre

Redirection des entrées-sorties #

:::::: {.columns} ::: {.column width=“60%”}

> fichier

• redirige la sortie standard sur le fichier

< fichier

• redirige l’entrée standard depuis le fichier

>> fichier

• concatène la sortie standard au fichier ::: ::: {.column width=“40%”}

. . .

% pwd
/home/diueil/duchmol/gee
% pwd > pwd.txt
% ls
pwd.txt
% cat pwd.txt
/home/diueil/duchmol/gee
% ls >> pwd.txt
% cat pwd.txt
/home/diueil/duchmol/gee
pwd.txt

::: :::::

. . .

• possible redirection de la sortie d’erreur avec 2>, 2>> et 2>&1

cat un éditeur ! #

% cat > foo
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
^D
% cat foo
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
% cat >> foo
Voici la suite de foo
^D
% cat < foo
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
Voici la suite de foo
%

cat concatène ! #

% cat bar
Bar bar
% cat foo bar >> gee
% cat gee
Ici je tape le contenu de foo
Je finis par un Control-D en debut de ligne
Voici la suite de foo
Bar bar
%

Digression who, wc #

Commande who affiche la liste des utilisateurs connectés

% who
marquet         tty1    Sep 24  6:39
duchmol         tty3    Sep 29 15:16
marquet         tty2    Sep 24  7:14

Commande wc compte les caractères, wc -l les lignes

% wc gee
4      23     104 gee
% wc -l < gee
4

Connecter les commandes via les pipes #

• combien d’utilisateurs connectés ?

% who > temp ; wc -l < temp ; rm temp
22

Connecter deux commandes par un « pipe » #

% who | wc -l
22

. . .

\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ {width=60%}

#

• Forme générale :

commande1 | commande2 | ... | commanden

• autre exemple

% cat foo.txt bar.txt | spell -french | sort > err.txt

Substitutions #

Substitutions réalisées par le shell #

• expressions régulières pour les fichiers — *.py
• substitution de variables — $HOME
• substitutions de commandes — $(commande)
• protections \, " ", et ' '

Expressions régulières pour les noms de fichiers #

• ? — un caractère quelconque (y compris le .)
• * — tout motif (y compris le vide)

\

• [list] — un caractère quelconque de la list
• [lower-upper] — un caractère quelconque entre lower et upper

Substitution par le shell #

% ls *.py

• la commande ls ne connaît rien de l’*

% echo *.py