Objectifs par rapport aux acquis d'apprentissage du programme

• Avoir acquis des connaissances hautement spécialisées et intégrées et des compétences larges dans les diverses disciplines des sciences informatiques, qui font suite à celles relevant du niveau de bachelier en sciences informatiques
• Réaliser des travaux de développement ou d'innovation en informatique
• -Etre capable d'appliquer, de mobiliser, d'articuler et de valoriser les connaissances et les compétences acquises en vue de contribuer à la réalisation d'un travail de développement ou d'innovation
• -Pouvoir maîtriser la complexité d'un tel travail et tenir compte des objectifs et des contraintes qui le caractérisent
• Maîtriser les techniques de communication
• -Pouvoir communiquer de façon claire, structurée et argumentée, tant à l'oral qu'à l'écrit, ses conclusions, ses propositions originales ainsi que les connaissances et principes sous-jacents
• Développer et intégrer un grand degré d'autonomie
• -Développer et intégrer un fort degré d'autonome pour pouvoir évoluer dans de nouveaux contextes
• Appliquer une méthodologie scientifique
• -Faire preuve de rigueur, d'autonomie, de créativité, d'honnêteté intellectuelle, de sens éthique et déontologique.

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.