Architecture matérielle et systèmes d'exploitation
Modèle de von Neumann, processeur, mémoire et bus, langage machine et assembleur, rôle du système d'exploitation, commandes Linux et droits d'accès, réseaux : paquets, protocoles TCP/IP, adresses IP, protocole du bit alterné.
1. Le modèle de von Neumann
Définition
Un ordinateur comporte un processeur (unité de commande qui lit et décode les instructions, UAL qui calcule, registres), une mémoire qui contient à la fois le programme et les données, des entrées-sorties, reliés par des bus. Le processeur répète le cycle : lire l'instruction, la décoder, l'exécuter.
Exemple · Assembleur
LOAD R1, 10 ; R1 ? contenu de l'adresse 10
ADD R1, #5 ; R1 ? R1 + 5
STORE R1, 11 ; adresse 11 ? R1Chaque instruction assembleur correspond à une instruction machine (binaire).
2. Le système d'exploitation
Propriété · Rôle
Le système d'exploitation (Linux, Windows, macOS, Android) gère les ressources : processeur (partage entre programmes), mémoire, fichiers, périphériques, utilisateurs et droits. Linux est un système libre.
Propriété · Commandes de base (shell Linux)
pwd (répertoire courant), ls (lister), cd dossier (changer de répertoire), mkdir (créer), cp, mv, rm (copier, déplacer, supprimer), cat (afficher). Droits : -rwxr-x--- (propriétaire : lecture, écriture, exécution ; groupe : lecture, exécution ; autres : rien), modifiés avec chmod.
3. Réseaux
Propriété · Paquets et protocoles
Les données sont découpées en paquets. IP achemine les paquets d'une machine à l'autre grâce aux adresses IP (IPv4 : $4$ octets, par exemple $192.168.1.20$) ; TCP assure une transmission fiable (accusés de réception, réémission, remise dans l'ordre). Les routeurs relient les réseaux.
Exemple · Protocole du bit alterné
L'émetteur numérote ses messages alternativement $0$ et $1$ et attend l'accusé de réception portant le même bit ; sans réponse au bout d'un délai, il réémet. Le récepteur ignore un message dont le bit est identique au précédent (doublon).
Activité · Explorer le système
tp, y entrer, créer un fichier, afficher son contenu et ses droits.mkdir tp ; cd tp ; echo "bonjour" > a.txt ; cat a.txt ; ls -l.S'entraîner
Exercices corrigés
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Composants
★☆☆Citer les quatre composants du modèle de von Neumann.
Rôle de l'UAL
★☆☆Quel est le rôle de l'UAL ?
Particularité de von Neumann
★★☆Quelle est la particularité de l'architecture de von Neumann concernant la mémoire ?
Cycle d'instruction
★☆☆Quelles sont les trois étapes répétées par le processeur ?
Programme assembleur
★★☆Avec le programme du cours, si l'adresse $10$ contient $7$, que contient l'adresse $11$ à la fin ?
Langage de haut niveau
★★☆Pourquoi programme-t-on rarement en assembleur ?
Rôle de l'OS
★☆☆Citer trois rôles du système d'exploitation.
Logiciel libre
★☆☆Qu'est-ce qu'un logiciel libre ? Donner un exemple de système libre.
Commandes
★☆☆Quelle commande affiche le répertoire courant ? liste son contenu ?
Navigation
★★☆On est dans /home/eva. Que fait cd .. ? puis cd /tmp ?
Lire des droits
★★☆Interpréter -rw-r--r--.
chmod
★★★Que fait chmod u+x script.sh ?
Supprimer
★★☆Pourquoi faut-il être prudent avec rm ?
Adresse IPv4
★☆☆Combien d'octets compte une adresse IPv4 ? Combien d'adresses possibles ?
Adresse valide
★★☆L'adresse $192.168.300.1$ est-elle valide ?
TCP et IP
★★☆Quel protocole assure l'acheminement ? lequel assure la fiabilité ?
Paquets
★★☆Pourquoi découper les données en paquets ?
Bit alterné
★★★Le message $1$ (bit $1$) est reçu mais l'accusé est perdu. Que se passe-t-il ?
Routeur
★☆☆Quel est le rôle d'un routeur ?
Vrai ou faux
★★☆a) Le programme et les données sont dans la même mémoire (von Neumann). b) ls supprime un fichier. c) IPv4 utilise $32$ bits.
Vérifier
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