Principes du système d'exploitation et commandes courantes
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Principe du système d'exploitation
Présentation du système d'exploitation :
Définition : Le système d'exploitation est le logiciel système qui contrôle et gère les ressources matérielles et logicielles de l'ordinateur, et fournit les applications et l'accès des utilisateurs.
Fonctions : gestion des processus, gestion de la mémoire, système de fichiers, gestion des périphériques, sécurité, etc.
Rôle : coordonner et optimiser les ressources informatiques, et fournir une interface unifiée aux applications.
Rôle : Le rôle central du système d'exploitation dans un système informatique.
Gestion de processus :
le concept de processus : une instance d'un programme en cours d'exécution qui possède son propre espace mémoire et son propre environnement d'exécution.
Statut du processus : nouveau, prêt, en cours d'exécution, bloqué, terminé.
Algorithme de planification des processus : premier arrivé, premier servi, travail le plus court en premier, planification prioritaire, rotation des tranches de temps, etc.
Communication de processus : mécanismes d'échange d'informations entre processus, tels que la mémoire partagée, les files d'attente de messages, les pipelines, etc.
Synchronisation des processus : évitez les conflits lorsque plusieurs processus accèdent à des ressources partagées, telles que les mutex et les sémaphores.Gestion de la mémoire :
Le concept de mémoire : le support de stockage principal d'un ordinateur, utilisé pour stocker les programmes et les données en cours d'exécution.
Allocation de mémoire : le système d'exploitation est responsable de l'allocation et de la récupération de l'espace mémoire pour répondre aux besoins des différents programmes.
Protection de la mémoire : Assurez-vous que l'espace mémoire de chaque programme ne sera pas accédé illégalement par d'autres programmes, améliorant ainsi la stabilité et la sécurité du système.
Mémoire virtuelle : La combinaison de la mémoire physique et de l'espace disque permet aux programmes d'accéder à un espace d'adressage plus grand que la mémoire physique.
Algorithme de remplacement de page : utilisé pour gérer l'échange d'entrées et de sorties de pages dans la mémoire virtuelle. Les algorithmes courants incluent LRU (le moins récemment utilisé) et FIFO (premier entré, premier sorti).Système de fichiers :
Le concept de fichier : une organisation logique des données pour stocker et gérer les données des utilisateurs.
Structure des fichiers : la façon dont le système d'exploitation gère les fichiers, qui peuvent être hiérarchiques, plats, etc.
Opérations sur les fichiers : y compris les opérations telles que la création, la lecture, l'écriture, la suppression et le changement de nom de fichiers.
Gestion des répertoires : le système d'exploitation gère la structure des répertoires des fichiers et prend en charge la création, la suppression, le déplacement et la recherche de fichiers.
Protection des fichiers : contrôlez les droits d'accès des fichiers pour vous assurer que seuls les utilisateurs autorisés peuvent accéder aux fichiers.Gestion des périphériques :
le concept de périphériques : divers périphériques matériels de l'ordinateur, tels que des disques, des imprimantes, des claviers, etc.
Pilote de périphérique : L'interface par laquelle le système d'exploitation communique avec le périphérique et est responsable du contrôle du fonctionnement du périphérique.
Allocation de périphériques : gère l'accès simultané aux périphériques par plusieurs processus afin d'éviter les conflits.
Gestion des interruptions : gérez les signaux d'interruption générés par les périphériques afin que le système d'exploitation puisse répondre aux changements d'état des périphériques.Sécurité :
Authentification de l'utilisateur : S'assurer que seuls les utilisateurs légitimes ont accès au système, généralement par le biais de la vérification du nom d'utilisateur et du mot de passe.
Contrôle d'accès : contrôlez les autorisations d'accès des différents utilisateurs aux fichiers et aux ressources pour éviter les fuites de données et les accès illégaux.
Cryptage des données : protégez la sécurité des données sensibles et empêchez-les d'être obtenues par des utilisateurs non autorisés.
Correction des vulnérabilités : mettez régulièrement à jour le système d'exploitation pour corriger les failles de sécurité connues et améliorer la résistance du système.
En tant que l'un des logiciels de base de l'ordinateur, le système d'exploitation joue un rôle important en tant que gestionnaire de ressources et fournisseur d'interface de programme d'application. Grâce à une gestion efficace des processus, à la gestion de la mémoire, au système de fichiers et à la gestion des périphériques, le système d'exploitation peut fournir un environnement informatique stable, efficace et sûr, et prendre en charge l'exécution de diverses applications et opérations utilisateur. Dans le même temps, avec le développement de la technologie informatique, le système d'exploitation évolue également en permanence pour s'adapter aux nouvelles architectures matérielles et aux exigences des applications.
Commandes et opérations courantes
Commandes de base :
ls : Liste le contenu du répertoire.
cd : Changer de répertoire.
pwd : affiche le répertoire de travail actuel.
cp : copie un fichier ou un répertoire.
mv : Déplacer un fichier ou un répertoire.
rm : supprimer un fichier ou un répertoire.
Opérations sur les fichiers et les répertoires :
création et modification de fichiers : touch, nano, vi.
Copie et déplacement de fichiers : cp, mv.
Suppression de fichier : rm.
Création et gestion des répertoires : mkdir, rmdir.
Commande de gestion de processus :
afficher le processus : ps, top.
Tuez le processus : tuez.
Exécution en arrière-plan : &.
Priorité du processus : sympa.
Commande réseau :
Configuration réseau : ifconfig, ip.
Afficher l'état du réseau : netstat.
Test de connexion réseau : ping, traceroute.
État et informations du système :
affichez les informations système : nom d'utilisateur, nom d'hôte.
Informations sur le matériel : lshw, lscpu.
Performances système : top, htop.
Affichage du journal : queue, chat.
Gestion des droits :
gestion des utilisateurs et des groupes : useradd, userdel, groupadd.
Paramètres d'autorisation : chmod, chown.
Propriétaire du fichier : chown.
principe du système d'exploitation
Présentation du système d'exploitation
Le système d'exploitation est l'un des logiciels de base du système informatique. Sa fonction principale est de contrôler et de gérer les ressources matérielles et logicielles de l'ordinateur, et de fournir un environnement d'exploitation pour les programmes d'application. Le système d'exploitation coordonne non seulement le travail de divers périphériques matériels, mais fournit également une série d'appels système et d'interfaces, permettant aux applications d'accéder facilement aux ressources sous-jacentes, protégeant la complexité du matériel et fournissant une interface utilisateur unifiée. Les fonctions du système d'exploitation comprennent des aspects tels que la gestion des processus, la gestion de la mémoire, le système de fichiers, la gestion des périphériques et la sécurité.
la gestion des processus
Un processus est une instance d'un programme en cours d'exécution, et chaque processus a son propre espace mémoire, compteur de programme, registres, etc. Le système d'exploitation est responsable de la gestion des processus, en veillant à ce qu'ils puissent s'exécuter de manière ordonnée et en fournissant des mécanismes de communication et de synchronisation entre les processus. Les processus ont différents états, notamment nouveau, prêt, en cours d'exécution, bloqué et terminé. Le système d'exploitation utilise divers algorithmes de planification pour décider quel processus peut s'exécuter, tels que le premier arrivé, premier servi, le travail le plus court en premier, la planification prioritaire, la tranche horaire, etc.
La communication de processus est un mécanisme d'échange d'informations entre plusieurs processus, ce qui est particulièrement important dans les systèmes multitâches et distribués. Les méthodes de communication de processus courantes incluent la mémoire partagée, les files d'attente de messages, les pipelines, etc. Le mécanisme de synchronisation des processus est utilisé pour éviter les conflits lorsque plusieurs processus accèdent à des ressources partagées et assurer la cohérence des données. Les méthodes courantes de synchronisation de processus incluent les mutex, les sémaphores et les variables de condition.
gestion de la mémoire
La mémoire est le principal support de stockage d'un ordinateur et est utilisée pour stocker les programmes et les données en cours d'exécution. Le système d'exploitation est responsable de l'allocation et de la récupération de la mémoire pour répondre aux besoins en mémoire des différents programmes. Le choix de l'algorithme d'allocation de mémoire peut affecter les performances et l'efficacité du système. De plus, le système d'exploitation protège également l'espace mémoire de chaque programme pour empêcher l'accès illégal par d'autres programmes. La mémoire virtuelle est une technologie courante de gestion de la mémoire qui combine la mémoire physique et l'espace disque pour permettre aux programmes d'accéder à un espace d'adressage plus grand que la mémoire physique.
L'algorithme de remplacement de page est le mécanisme qui gère l'échange et l'échange de pages dans la mémoire virtuelle. Lorsque la mémoire physique est insuffisante, le système d'exploitation permute certaines pages de la mémoire vers le disque selon l'algorithme de remplacement de page pour faire de la place pour de nouvelles pages. Les algorithmes de remplacement de page courants incluent LRU (le moins récemment utilisé), FIFO (premier entré, premier sorti) et OPT (remplacement optimal).
Système de fichiers
Un fichier est une organisation logique de données utilisée pour stocker et gérer les données utilisateur. Le système d'exploitation gère le système de fichiers et fournit des opérations telles que la création, la lecture, l'écriture, la suppression et le changement de nom des fichiers. Les systèmes de fichiers ont différentes structures, qui peuvent être hiérarchiques, plates, etc. L'exploitation des fichiers est une fonction importante dans un système informatique, et les utilisateurs et les applications accèdent aux données via le système de fichiers. Le système d'exploitation prend également en charge la gestion des répertoires, ce qui permet de créer, supprimer, déplacer et rechercher des fichiers pour une meilleure organisation et gestion des fichiers.
La protection des fichiers est une fonction importante du système d'exploitation. Elle contrôle les droits d'accès aux fichiers et garantit que seuls les utilisateurs autorisés peuvent accéder aux fichiers. Le système d'exploitation implémente la protection des fichiers par le biais de mécanismes tels que l'authentification des utilisateurs et les listes de contrôle d'accès. Le chiffrement des données est un autre moyen de sécuriser les fichiers en les chiffrant pour empêcher les utilisateurs non autorisés d'accéder aux données sensibles.
gestion d'appareils
La gestion des périphériques est une autre fonction clé du système d'exploitation, qui est responsable de la gestion de divers périphériques matériels de l'ordinateur, tels que les disques, les imprimantes, les claviers, etc. La gestion des périphériques comprend le développement et la maintenance des pilotes de périphériques, ainsi que l'allocation des périphériques et la gestion des interruptions. Le pilote de périphérique est l'interface entre le système d'exploitation et le périphérique, il est chargé de contrôler le fonctionnement du périphérique et de convertir la demande du système d'exploitation en opération matérielle.
L'allocation de périphériques est le mécanisme de gestion de l'accès simultané aux périphériques par plusieurs processus afin d'éviter les conflits. La gestion des interruptions est la réponse du système d'exploitation au signal d'interruption généré par l'appareil, de sorte que le système d'exploitation puisse traiter le changement d'état de l'appareil à temps. La gestion des périphériques est particulièrement importante dans les environnements multitâches et multi-utilisateurs. Elle garantit le fonctionnement normal de chaque périphérique et fournit un support matériel fiable pour les applications.
sécurité
La sécurité est une caractéristique importante d'un système d'exploitation qui protège les systèmes informatiques contre les logiciels malveillants et les accès non autorisés. Les systèmes d'exploitation implémentent la sécurité de différentes manières, notamment l'authentification des utilisateurs, le contrôle d'accès, le chiffrement des données et la correction des vulnérabilités. L'authentification des utilisateurs est le moyen de s'assurer que seuls les utilisateurs légitimes peuvent accéder au système, généralement au moyen d'un nom d'utilisateur et d'un mot de passe. Le contrôle d'accès consiste à contrôler les droits d'accès des différents utilisateurs aux fichiers et aux ressources afin d'éviter les fuites de données et les accès illégaux. Le cryptage des données vise à protéger la sécurité des données sensibles et à empêcher qu'elles ne soient obtenues par des utilisateurs non autorisés. La correction des vulnérabilités consiste à mettre à jour régulièrement le système d'exploitation pour corriger les failles de sécurité connues et améliorer la résistance du système.
La sécurité du système d'exploitation est une considération importante dans les systèmes informatiques, en particulier dans les environnements de réseau. Les logiciels malveillants et les attaques réseau menacent la sécurité des systèmes informatiques, et les systèmes d'exploitation doivent fournir des mécanismes de sécurité multicouches pour protéger la sécurité des données du système et des utilisateurs.
Le rôle du système d'exploitation
Le système d'exploitation joue un rôle important dans le système informatique, c'est le pont entre le matériel informatique et les programmes d'application. Le système d'exploitation coordonne et gère les ressources informatiques, fournit une interface unifiée pour les programmes d'application, protège la complexité du matériel et facilite l'exécution des programmes d'application. Les rôles du système d'exploitation incluent :
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Gestionnaire de ressources : le système d'exploitation gère diverses ressources de l'ordinateur, notamment le processeur, la mémoire, le disque dur, le réseau, etc. Il alloue et récupère les ressources, garantissant une utilisation efficace des ressources.
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Planificateur de tâches : le système d'exploitation décide quel processus peut être exécuté et utilise des algorithmes de planification pour allouer des tranches de temps de processeur afin d'assurer l'équité et l'efficacité entre plusieurs processus.
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Gestionnaire de mémoire : le système d'exploitation est responsable de l'allocation et de la récupération de la mémoire pour répondre aux besoins en mémoire des différents programmes. Il protège également l'espace mémoire de chaque programme contre les accès illégaux.
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Gestionnaire de fichiers : le système d'exploitation gère le système de fichiers et prend en charge les opérations telles que la création, la lecture, l'écriture, la suppression et le changement de nom des fichiers. Il fournit également une gestion des répertoires pour aider les utilisateurs à mieux organiser et gérer les fichiers.
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Gestionnaire de périphériques : le système d'exploitation gère divers périphériques matériels de l'ordinateur, notamment les disques, les imprimantes, les claviers, etc. Il est responsable du développement et de la maintenance des pilotes de périphériques, ainsi que de l'allocation des périphériques et de la gestion des interruptions.
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Garant de la sécurité : le système d'exploitation fournit une variété de mécanismes de sécurité pour protéger le système informatique contre les logiciels malveillants et les menaces d'accès illégal. Il garantit que seuls les utilisateurs légitimes peuvent accéder au système, contrôle l'accès aux fichiers et empêche les fuites de données.
Le système d'exploitation joue un rôle important dans le système informatique. Il fournit un environnement informatique stable, efficace et sûr, et fournit un support pour l'exécution de diverses applications et opérations de l'utilisateur. Avec le développement continu de la technologie informatique, le système d'exploitation évolue également pour s'adapter à la nouvelle architecture matérielle et aux exigences des applications. Différents types de systèmes d'exploitation ont des caractéristiques et des domaines d'application différents, et le choix d'un système d'exploitation approprié est crucial pour améliorer les performances et les fonctions du système.
Commandes et opérations courantes dans le système d'exploitation
Dans le domaine de l'informatique et de la gestion des systèmes, l'importance du système d'exploitation est évidente. Le système d'exploitation est un logiciel système central qui contrôle et gère les ressources matérielles et logicielles de l'ordinateur et fournit une interface unifiée pour les applications et les utilisateurs, afin que l'ordinateur puisse fonctionner efficacement. Dans le système d'exploitation, nous avons souvent besoin d'utiliser certaines commandes de base pour effectuer diverses tâches. Ces commandes couvrent les opérations sur les fichiers et les répertoires, la gestion des processus, la configuration du réseau, l'affichage de l'état du système et la gestion des droits. Jetons un coup d'œil à certaines commandes courantes du système d'exploitation et à ce qu'elles font.
- ls (Liste):
La commande ls est un outil puissant pour lister le contenu des répertoires. Lorsque nous devons afficher les fichiers et les sous-répertoires du répertoire en cours, la commande ls est un outil indispensable. Par exemple, si nous voulons voir quels fichiers se trouvent dans un répertoire, nous pouvons utiliser la commande ls pour afficher la liste des fichiers dans le répertoire.
Exemple:
ls
- cd (Changer de répertoire) :
La commande cd est utilisée pour changer le répertoire de travail. La commande cd est très utile lorsque nous devons entrer dans un répertoire spécifique pour effectuer une opération. Il nous permet de basculer librement entre différents répertoires.
Exemple:
cd /home/user/documents
pwd (Print Working Directory) : La commande pwd permet d'afficher le chemin complet du répertoire de travail courant. La commande pwd peut nous aider lorsque nous avons besoin de connaître l'emplacement du répertoire sur lequel nous travaillons actuellement.
Exemple:
pwd
- cp (Copie):
La commande cp est utilisée pour copier des fichiers ou des répertoires. La commande cp est indispensable si nous voulons copier un fichier ou un répertoire d'un emplacement à un autre.
Exemple:
cp source_file.txt destination/
- mv (Déplacer):
La commande mv est utilisée pour déplacer des fichiers ou des répertoires, et peut également être utilisée pour renommer des fichiers ou des répertoires. Lorsque nous devons déplacer un fichier vers un autre emplacement ou renommer le fichier, la commande mv est essentielle.
Exemple:
mv source_file.txt destination/
mv old_name.txt new_name.txt
- rm (Supprimer):
La commande rm est utilisée pour supprimer des fichiers ou des répertoires. La commande rm est un outil puissant lorsque nous devons supprimer des fichiers ou des répertoires qui ne sont plus nécessaires. Mais sachez que la commande rm supprime définitivement les fichiers, utilisez-la donc avec prudence.
Exemple:
rm unwanted_file.txt
- touche:
La commande touch est utilisée pour créer un fichier vide. Parfois, nous devons créer un fichier vide comme espace réservé ou à d'autres fins, la commande touch peut répondre à cette exigence.
Exemple:
touch new_file.txt
- nano somme vi :
nano et vi sont deux éditeurs de texte de terminal couramment utilisés. Ils nous permettent d'éditer des fichiers texte dans l'interface de ligne de commande. nano est un éditeur relativement simple et facile à utiliser, adapté aux débutants. vi, en revanche, est plus puissant et flexible, mais a une courbe d'apprentissage légèrement plus élevée.
Exemple:
nano my_text_file.txt
vi another_file.txt
- ps (état du processus) :
La commande ps est utilisée pour afficher la liste des processus en cours d'exécution sur le système. Nous pouvons obtenir des informations sur les processus actifs du système via la commande ps.
Exemple:
ps
- haut:
La commande top est un utilitaire permettant de visualiser dynamiquement les processus. Il affichera l'état du processus du système en temps réel, y compris l'utilisation du processeur et l'utilisation de la mémoire du processus.
Exemple:
top
- tuer:
La commande kill est utilisée pour terminer le processus spécifié. La commande kill est un outil puissant lorsque quelque chose ne va pas avec un processus ou lorsqu'un processus doit être arrêté.
Exemple:
kill process_id
- ping :
La commande ping est utilisée pour tester la connexion réseau avec l'hôte spécifié. Nous pouvons utiliser la commande ping pour vérifier si le réseau avec d'autres hôtes est fluide.
Exemple:
ping google.com
- traceroute :
La commande traceroute est utilisée pour tracer le chemin des paquets de la machine locale à l'hôte cible. Il peut afficher les nœuds du réseau par lesquels transitent les paquets de données.
Exemple:
traceroute google.com
ifconfig et ip :
- Les commandes ifconfig et ip sont utilisées pour afficher et configurer les interfaces réseau. Ils nous permettent de visualiser la configuration réseau du système actuel ainsi que de manipuler les interfaces réseau.
Exemple:
ifconfig
ip addr show
- netstat :
La commande netstat est utilisée pour afficher des informations telles que l'état de la connexion réseau et les tables de routage. Cela nous aide à examiner l'activité du réseau.
Exemple:
netstat -a
- ton nom:
La commande uname est utilisée pour afficher des informations de base sur le système, telles que le type de système d'exploitation, la version du noyau, etc.
Exemple:
uname -a
- nom d'hôte :
La commande hostname est utilisée pour afficher le nom d'hôte de l'hôte actuel.
Exemple:
hostname
- chmod :
La commande chmod est utilisée pour modifier les permissions d'un fichier ou d'un répertoire. Cela nous aide à contrôler l'accès aux fichiers.
Exemple:
chmod 755 my_script.sh
- chown :
La commande chown est utilisée pour changer le propriétaire d'un fichier ou d'un répertoire. Cela nous permet de changer le propriétaire du fichier.
Exemple:
chown user_name my_file.txt
Ces commandes sont des outils de base du système d'exploitation, leur maîtrise peut améliorer l'efficacité du travail et constituent la base de la gestion et de la maintenance du système. Dans le même temps, la compréhension de ces commandes aide également à comprendre le principe de fonctionnement du système d'exploitation et la structure du système de fichiers. Dans le travail réel, nous pouvons fréquemment utiliser ces commandes pour effectuer diverses tâches, qu'il s'agisse de gérer des fichiers, de visualiser l'état du système ou de traiter des processus, ces commandes sont essentielles. La maîtrise de ces commandes de base est une étape nécessaire pour ceux qui souhaitent acquérir une compréhension approfondie des systèmes d'exploitation informatiques et de l'administration système.
En maîtrisant les principes du système d'exploitation et les commandes courantes, les ingénieurs d'exploitation et de maintenance peuvent mieux comprendre le mécanisme interne du système d'exploitation, gérer et entretenir efficacement les systèmes informatiques et améliorer la stabilité et les performances du système. Dans le même temps, l'utilisation efficace des commandes courantes peut améliorer l'efficacité et la précision des travaux d'exploitation et de maintenance, et accélérer le dépannage et la résolution des problèmes.