Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Comprendre de manière profonde les mathématiques " élémentaires ".
• Manipuler les acquis antérieurs qui interviennent dans une question.
• Etre capable de donner des exemples et des contre-exemples (pour les définitions, les propriétés, les théorèmes,...)
• Comprendre et produire des raisonnements rigoureux en mathématiques.
• Pouvoir utiliser le vocabulaire mathématique et le formalisme à bon escient.
• Etre capable de donner du sens à des expressions formelles.
• Etre capable de s'appuyer sur un dessin pour éclairer une notion, un raisonnement,...
• Collaborer sur des sujets mathématiques.
• Faire preuve d'autonomie et être capable de travailler en équipe.
• Résoudre des problèmes nouveaux.
• Etre capable d'adapter un argument à une situation similaire.
• Utiliser les connaissances issues de différents domaines pour traiter des questions.
• Utiliser efficacement l'outil informatique.
• Capacité à comprendre un algorithme et à l'implémenter en utilisant des structures de données adéquates.
• Connaissance d'au moins un langage de programmation.
• Pouvoir développer des programmes informatiques pour résoudre des problèmes ayant une formulation mathématique.
• Pourvoir aborder la littérature et dialoguer avec les autres sciences.
• Avoir une bonne connaissance d'un domaine connexe utilisant les mathématiques.

Acquis d'apprentissage de l'UE

À l'issue de cet enseignement, les étudiants seront en mesure de décrire les principes fondamentaux qui régissent le développement des systèmes d'exploitation modernes. Ils pourront expliquer les interactions entre les différents composants des systèmes d'exploitation et résoudre des problèmes complexes de gestion de ressources et de synchronisation.

Les étudiants auront mis en pratique leurs connaissances en développant des scripts et des programmes systèmes en C afin d'automatiser des manipulations de processus et de fichiers dans un environnement UNIX.

Contenu de l'UE : descriptif et cohérence pédagogique

Introduction : Fonctions et caractéristiques d'un système d'exploitation, allocation et répartition des ressources, bref historique.

Virtualisation du CPU : Abstraction d'un processus, interface, états, structures de données, limited direct execution, appels système, context switches, préemption, algorithmes d'ordonnancement.

Virtualisation de la mémoire : Abstraction d'un espace d'adressage, relocalisation statique et dynamique, segmentation, pagination, translation lookaside buffer (TLB), stockage de la table des pages, gestion du swap.

Concurrence : Abstraction d'un thread, primitives de synchronisation (verrous, variables de condition, sémaphores), supports OS et hardware pour leur implémentation, problèmes de concurrence classiques (Producteurs/Consommateurs, Thread Throttling, Dîner des Philosophes), bugs de concurrence fréquents, discussion en détail des deadlocks.

Persistance : Périphériques d'entrée-sortie, disque (fonctionnement, ordonnancement, RAID), systèmes de fichiers (interface POSIX, implémentation, journalisation).

Tous les concepts sont illustrés dans le système d'exploitation minimal xv6.

UNIX : Manipulation des processus, du système de fichiers et du noyau à travers des programmes en C (interface POSIX) et des scripts shell.

Compétences préalables

Maîtrise d'un langage de programmation, architecture des ordinateurs, fonctionnement d'un processeur, mécanisme d'interruption, adressage mémoire, fonctionnement d'un cache.