Windows, Linux, Android, qu'est ce que c'est ?

Windows, Linux, Android, qu'est ce que c'est ?

Des systèmes d’exploitation pardi ! Aussi appelé OS (Operating System) dans la langue de Sheakspeare. Ce sont des logiciels qui ont été créé pour administrer le matériel qui compose un ordinateur. Mais avant de découvrir pourquoi ces systèmes d’exploitation ont été créés, on va définir en grosse maille ce qu’est un logiciel.

Logiciels, programmes ou applications ?

Vous vous souvenez des machines “reconfigurables” du 1er article ? He bien ce qui “configure” les ordinateurs, ces sont des logiciels ou des programmes. Toute machine programmable est un ordinateur,
et pour le coup un programme, c’est une suite d’instructions compréhensibles par la machine qui vont définir les actions qu’elle va devoir entreprendre.

Une application par contre est destinée à l’utilisateur final : Firefox pour naviguer sur internet ou VLC pour regarder des films sont des programmes par exemple. Windows et Linux sont des logiciels de type système d’exploitation, leur but et de gérer (d’exploiter) le matériel de l’ordinateur. Après cette définition minime, revenons aux OS.

Pourquoi ont été créés les systèmes d’exploitation ?

Et bien pour LA raison de base qui régit le monde, ou en tout cas une bonne partie : pour faire des économies.

Lorsqu’un développeur veut créer une application et que le système d’exploitation n’existe pas, alors il doit prendre en compte le matériel de tous les types d’ordinateurs sur lesquels son application va fonctionner. Il doit également tenir compte des ordinateurs qui n’ont pas encore été commercialisé et ça, à part avoir une boule de cristal, ce n’est pas possible.

De plus, soyons fou, disons qu’une équipe de développeurs crée une application qui doit tourner sur tous les ordinateurs existants. Si une autre équipe crée une autre application pour la même machine, une bonne partie de leur travail a déjà été fait. L’humain étant pas mal flemmard, lorsqu’un travail a déjà été effectué et qu’il peut le réutiliser, il le fait. En ce qui nous concerne, la prise en compte du matériel a déjà été effectuée par l’équipe 1, du coup l’équipe 2 va la réutiliser. Vous voyez ce qui vient après ?

Comment faire pour réutiliser le travail des autres ?

En créant des composants logiciels qui discutent les uns avec les autres (hein, mais de quoi il cause ?). Laissez-moi m’expliquer avec des petits schémas car ça vaut mieux qu’un long paragraphe :

Applications vs OS

Les applications 1 et 2 ont été représentées sur deux machines différentes à gauche. La machine de droite possède un système d’exploitation et des applications. Toute la gestion du matériel qui a été créée par les équipes 1 et 2 a été mise en commun dans le système d’exploitation. Les applications de la troisième machine n’ont pas connaissance du matériel qui compose la machine, elles n’interagissent pas avec lui, elles interagissent uniquement avec le système d’exploitation.

Vous remarquerez également que sur la troisième machine tournent des applicationS et ça, ce n’est pas négligeable : un des buts du système d’exploitation est de pouvoir faire fonctionner plusieurs applications en parallèle. Lorsque vous lisez ce blog sur votre smartphone, quelqu’un peut vous appeler ou vous envoyer un message : le navigateur, l’application d’appels et de messagerie tournent en parallèle.

On peut encore aller plus loin car le “matériel” décrit dans cet article est en fait un ensemble de composants électroniques : dans votre smartphone la caméra prend des photos, le micro capte le son quand vous parlez et le gyroscope permet au smartphone de savoir dans quelle position il est. Ces composants électroniques sont fabriqués par différents industriels et cela soulève une question.

Comment l’OS fait pour être compatible avec tous les composants électroniques ?

En créant une autre couche d’abstraction, d’autres composants logiciels : les drivers.

Les drivers, les conducteurs de matériels

Chaque fois qu’un industriel met sur le marché une nouvelle caméra pour smartphone par exemple, il va également créer un driver qui viendra faire l’interface entre la caméra et le système d’exploitation cible. Ce sera le seul but du driver. L’OS peut donc être installé sur n’importe quel matériel (théoriquement) tant que les drivers pour le système d’exploitation cible sont disponibles.

Pour les plus anciens d’entre nous, on se rappelle de l’époque bénie des années 2000 (coucou Windows 98) ou à chaque fois que l’on achetait une nouvelle souris ou un nouveau clavier, il fallait également installer les drivers livrés avec l’appareil sous forme de petit CD. En même temps c’est normal, comment voulez-vous que l’OS (Windows) sache interagir avec le nouveau matériel (la souris) si on ne lui indique pas comment faire.

Heureusement maintenant, il existe de nouvelles méthodes de détection automatique du matériel et Windows va télécharger automatiquement les drivers. Malheureusement, Windows est connu pour ne pas être très débrouillard en matière de drivers, je vous conseille SDI drivers qui est excellent (téléchargez uniquement la version Lite) ainsi qu’un petit tuto ici pour savoir comment l’utiliser. Pensez bien à créer un point de restauration, j’ai déjà eu quelques écrans bleus avec SDI.

En résumé

Ouf, on y est arrivés. Nous avons vu qu’un système d’exploitation, qu’il soit pour smartphone, PC personnel ou même pour un microcontrôleur sert d’interface entre les applications et le matériel. Dans ce système d’exploitation, il y a des petits composants logiciels (les drivers) qui pilotent les différentes cartes électroniques qui composent l’ordinateur. Notre modèle commence à prendre forme mais il lui manque un concept primordial : les interfaces qui feront un nouvel article dès la semaine prochaine.

N’hésitez pas à réagir en commentaire, on commence tout doucement à rentrer dans le fonctionnement d’un ordinateur et la suite promet d’être mieux 😃.

Plusieurs types d'ordinateurs ?

Plusieurs types d'ordinateurs ?

Après le premier article, nous savons qu’un ordinateur est simplement une machine reconfigurable, mais cette définition est trop large. On se demande dans notre vie de tous les jours : où se trouvent les ordinateurs ?

Le plus simple et plus petit : le microcontrôleur (µC)

Microcontrôleur est un terme que l’on entend rarement et pourtant c’est l’ordinateur le plus présent dans nos vies. Tous les appareils de la maison sont supervisés par un microcontrôleur : des alarmes (intrusions ou incendies), aux ampoules intelligentes en passant par tous les appareils électroménagers. La voiture en possède des centaines, les avions des milliers. Même dans notre carte bancaire, il y a un minuscule ordinateur (la puce) dont la seule fonction est de valider le code.

Plus petit microcontrôleur de la famille Arduino

Ces ordinateurs miniatures sont généralement programmés pour réaliser une seule tâche. Ils sont très économes en énergie (une alarme anti-incendie tient plusieurs années sans changement de piles), résistants, de plus en plus puissants et connectés. En effet, il est très intéressant pour les industriels d’avoir une seule puce, que l’on peut configurer à souhait et qui peut communiquer en Bluetooth ou en Wi-Fi avec d’autres microcontrôleurs. Ils sont la base même de l’internet des objets (IoT).

Ceux de tous les jours : le smartphone et l’ordinateur personnel

Le smartphone est une autre forme d’ordinateur. Depuis les années 2010, il remplace de plus en plus l’ordinateur personnel, qui lui est présent dans nos vies depuis la fin des années 70. La différence avec le microcontrôleur ? D’un point de vue purement fonctionnel, aucun. Le smartphone et l’ordinateur personnel sont généralement plus puissants et possèdent des périphériques d’entrée, avec lesquels interagit l’utilisateur (écran, clavier, souris…). La “barrière” entre ces deux mondes, est qu’un microcontrôleur est un circuit intégré : toute l’architecture est concentrée dans une même puce. À contrario, tous les autres types d’ordinateurs sont composés de plusieurs circuits intégrés.

Les serveurs : ceux qui dirigent le monde

Et l’internet alors, comment il fait pour fonctionner ? Eh bien, sur des ordinateurs ou plus précisément sur des serveurs : ce sont de très gros ordinateurs qui sont capables de gérer un flux important de données. Des entreprises comme Amazon (USA) ou OVH (France) sont spécialisées en location de serveur. Elles possèdent des “fermes” de serveurs appelées data-center et les louent aux entreprises ou aux particuliers. Ce blog est par exemple hébergé sur une machine appartenant à OVH dans la région parisienne, sur un tout petit serveur (1 cœur et 2Go de RAM, c’est pour dire).

Rack (armoire) contenant des serveurs

Et pour finir, les dieux des ordinateurs : les supercalculateurs

Certaines agences gouvernementales, la NASA pour citer la plus célèbre, ont besoin d’effectuer des calculs peut communs. Le milieu scientifique, en général, se dote de monstres de puissance. Pour avoir un ordre de grandeur (si on peut se représenter de tels chiffres), le plus puissant des supercalculateurs, le Summit [en] est environ 100 millions de fois plus puissant qu’une console de 4ème génération (source [en]).

Supercalculateur du Commissariat à l'Energie Atomique, le Terra-100

Ces ordinateurs un peu spéciaux sont utilisés notamment en recherche quantique, en prévision climatique, en modélisations moléculaires et autres milieux scientifiques qui demandent des calculs très longs.

En résumé

Il existe tout un panel d’ordinateur différent. Chaque grande “famille” correspond à un besoin bien spécifique, du microcontrôleur qui a une seule fonctionnalité, aux supercalculateurs qui ont été bâtis pour la recherche scientifique. Tous ces systèmes ont un logiciel commun, le système d’exploitation (sujet du prochain article ;-).

Ordinateur, calculateur, qu'est ce que c'est ?

Ordinateur, calculateur, qu'est ce que c'est ?

Les outils qu’il nous semblent normal d’utiliser tous les jours comme les ordinateurs, smartphones et autres services dans le cloud ne sont pas présents depuis longtemps. Qu’est-ce qui a déclenché cette évolution galopante ? Comment en est-on arrivés à utiliser ces boîtes métalliques, remplies d’on ne sait quoi, sans même y penser ? Elles servent à communiquer, s’instruire et automatiser des tâches mais au fond, comment sont-elles arrivées là ?

Pourquoi les ordinateurs ?

Avant de répondre au pourquoi, on peut se demander comment ces objets ont été créés. L’humain aime bien se doter d’outils pour accélérer et automatiser les tâches répétitives qui demandent de la concentration comme le calcul par exemple. Les bouliers chinois du XIIIᵉ siècle sont un bon exemple. La révolution industrielle va amener son lot d’automatisation mécanique et l’industrialisation de l’électricité à la fin des années 1800 va encore accélérer le mouvement du progrès. Cependant, à cette époque, lorsqu’une tâche doit être automatisée, on construit une machine qui réalise uniquement cette tâche comme une calculatrice mécanique ou encore une machine à écrire.

Dans un souci d’économie et pour pallier ce problème, des scientifiques (bonjour Mr Turing) mettent en place des machines reconfigurables ou “reprogrammables”: on construit une seule machine et, en fonction de sa configuration, elle peut effectuer différentes tâches, le calculateur est né.

Un calculateur/ordinateur est donc simplement une machine suffisamment “souple” pour accepter des configurations différentes et donc effectuer des tâches différentes.

Du calculateur à l’ordinateur personnel

Ce que l’on appelle communément “calculateur” est cette machine qui prend une pièce entière et qui permettait aux scientifiques et ingénieurs d’effectuer des calculs mathématiques complexes. Les opérateurs interagissaient avec des cartes perforées (la configuration de la machine) et une fois le calcul effectué, le résultat était imprimé. Ensuite sont apparus les claviers et écrans comme moyen d’interagir avec le calculateur. Le commun des mortels et les personnes nées après les années 80 ont connu uniquement les ordinateurs personnels ou PC (Personal Computer). Les premiers ordinateurs personnels grand public comme l’Apple II sont sortis à la fin des années 70 et n’ont depuis jamais quitté nos bureaux. Ils sont le résultat de la miniaturisation des calculateurs et depuis les années 2000, ces ordinateurs deviennent portables et sont même devenu smartphones. Tous les ans, en moyenne, ils ont doublé de puissance pour le même prix :
Loi de Moor -

En résumé

Un ordinateur est une machine reconfigurable. Depuis plus de 100 ans, nos vies sont liées à ces machines extraordinairement puissantes. Il en existe plusieurs formes que j’aimerais vous présenter dans un prochain article. Nous développerons également le fonctionnement intrinsèque d’un ordinateur.

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