Un système d’exploitation informatique orchestre les interactions entre les composants matériels et logiciels, tout en assurant des fonctions vitales telles que la gestion des processus et de la mémoire.
Chaque appareil électronique, qu’il s’agisse d’un téléphone mobile, d’un ordinateur ou d’un dispositif similaire, intègre un logiciel spécifique, souvent appelé système d’exploitation. Ce moteur optimise l’efficacité et la convivialité des ordinateurs et smartphones.
Bien que Windows, Linux, macOS, Android, iOS et Ubuntu soient parmi les systèmes d’exploitation les plus répandus, il existe une multitude d’autres options sur le marché.
De nombreux systèmes d’exploitation, moins connus du grand public, sont également disponibles, offrant des alternatives intéressantes.
Que vous soyez un particulier, une petite entreprise ou une grande organisation, il est essentiel de choisir un système d’exploitation adapté à vos besoins.
Cet article explore les différents types de systèmes d’exploitation, leurs fonctions, leurs avantages et leurs inconvénients.
Plongeons-nous dans le sujet !
Qu’est-ce qu’un système d’exploitation ?
Un système d’exploitation (SE) est un logiciel fondamental qui gère les ressources matérielles d’un ordinateur et les ressources logicielles, offrant des services communs pour les diverses applications informatiques.
Un système d’exploitation supervise le matériel informatique, englobant les composants physiques tels que le boîtier, le clavier, la souris, le processeur, la carte mère, la carte graphique, les périphériques de stockage, l’écran, les haut-parleurs, le disque dur, etc.
En tant qu’intermédiaire entre le matériel et les programmes, le système d’exploitation gère des fonctions matérielles telles que l’allocation de mémoire et les opérations d’entrée/sortie.
Similairement, un système d’exploitation administre les ressources logicielles, qu’il s’agisse de logiciels système ou d’applications, tels que les navigateurs web, les pilotes de périphériques, les logiciels de messagerie, les outils de comptabilité, les lecteurs multimédias, etc.
Il contrôle et supervise l’exécution d’autres programmes, y compris les logiciels système et les applications, résidant sur l’appareil.
Les principaux objectifs d’un système d’exploitation sont les suivants :
- Accroître l’utilisabilité de la machine, permettant aux utilisateurs de démarrer et d’achever rapidement leurs tâches sans devoir configurer le système à partir de zéro.
- Assurer l’utilisation efficace des ressources, en éliminant la nécessité d’une configuration manuelle du système.
- Faciliter un développement efficace, l’intégration de nouvelles fonctionnalités, la réalisation de tests, etc., sans perturber le service.
- Garantir un partage équitable des ressources entre les différents utilisateurs et processus.
Fonctions des systèmes d’exploitation
- Gestion des ressources : Le système d’exploitation gère l’allocation du temps CPU, de la mémoire et d’autres ressources entre les différents programmes en cours d’exécution.
- Gestion des processus : Il est responsable du lancement, de l’arrêt et de la supervision des programmes et processus, en contrôlant leur temps d’exécution.
- Gestion de la mémoire : Il gère la mémoire de l’ordinateur et optimise son utilisation.
- Comptabilité des tâches : Il suit l’utilisation des ressources et du temps par les différents utilisateurs.
- Sécurité : Il offre un environnement plus sûr pour les applications, les données et les utilisateurs en mettant en place des mécanismes et des politiques de sécurité tels que le chiffrement et les contrôles d’accès.
- Gestion des périphériques : Il administre les périphériques d’entrée/sortie tels que les claviers, les souris, les imprimantes et les écrans, en fournissant les interfaces et pilotes nécessaires à la communication.
- Mise en réseau : Il prend en charge les fonctionnalités réseau, telles que la gestion des connexions, le partage des ressources, la gestion des protocoles et l’établissement de connexions entre réseaux.
- Gestion des fichiers : Il organise et gère le système de fichiers, en permettant la création, la modification et la suppression de répertoires et de fichiers.
- Sauvegarde et récupération : Il propose des mécanismes pour sauvegarder les données importantes et les récupérer en cas d’erreurs, d’incidents ou de pannes du système.
- Interface utilisateur : Il fournit une interface pour permettre l’interaction entre les utilisateurs et les appareils, qu’il s’agisse d’une interface en ligne de commande (CLI), d’une interface utilisateur graphique (GUI) ou d’une combinaison des deux.
- Appels système : Il met à disposition des appels système permettant aux applications d’interagir avec le système d’exploitation pour accéder aux ressources, assurant la compatibilité et la portabilité.
- Surveillance des performances : Il offre des outils pour optimiser et suivre les performances du système, en identifiant les goulets d’étranglement et en analysant les métriques.
- Virtualisation : Il prend en charge la virtualisation, permettant l’exécution de plusieurs systèmes d’exploitation et applications sur une même machine physique, ce qui améliore la flexibilité et l’utilisation des ressources.
- Temps partagé : Il permet à plusieurs utilisateurs de partager le système informatique et ses ressources grâce à des mécanismes de partage du temps, garantissant une allocation efficace et équitable.
Types de systèmes d’exploitation
#1. Système d’exploitation monotâche
Un système d’exploitation monotâche, également désigné sous le terme de système mono-utilisateur, est conçu pour les ordinateurs personnels. Il permet à un seul utilisateur d’exécuter une seule tâche à la fois, et est souvent utilisé sur les téléphones sans fil et les appareils de messagerie bidirectionnelle.
Caractéristiques :
- Prise en charge du téléchargement d’images et de vidéos.
- Possibilité d’imprimer des documents.
- Gestion des entrées/sorties.
- Interprétation des commandes de l’utilisateur.
Avantages :
- Consommation réduite de mémoire.
- Rentabilité.
Désavantages :
- Exécution d’une seule tâche à la fois.
- Moins sophistiqué que les autres.
#2. Système d’exploitation multitâche
Un système d’exploitation multitâche permet à un utilisateur d’exécuter plusieurs programmes simultanément, souvent rencontré sur les ordinateurs portables et les ordinateurs personnels. Il se divise en deux catégories :
- Préemptif : le système d’exploitation répartit le temps de traitement central entre les différents programmes, en attribuant des tranches de temps à chacun.
- Coopératif : chaque processus doit donner la main à d’autres processus, par exemple en cliquant sur des images lors de l’enregistrement d’une vidéo.
Caractéristiques :
- Prise en charge du téléchargement d’images tout en regardant des vidéos.
- Allocation de ressources.
- Gestion des processus.
- Gestion des fichiers.
Avantages :
- Gain de temps.
- Productivité accrue.
- Faible consommation de mémoire.
Désavantages :
- Nécessite davantage d’espace.
- Plus complexe.
#3. Système d’exploitation par lots
Un système d’exploitation par lots n’interagit pas directement avec le système. Il prend des tâches aux exigences similaires et les regroupe en lots. Un opérateur trie les tâches selon leurs besoins (par exemple, relevés bancaires ou systèmes de paie).
Caractéristiques :
- Regroupement des tâches par similarité.
- Le processeur exécute les tâches dans une séquence organisée par l’opérateur.
Avantages :
- Les processeurs connaissent le temps d’exécution des tâches dans la file d’attente.
- Temps d’inactivité réduit.
- Gestion simplifiée des tâches volumineuses.
- Utilisable par plusieurs utilisateurs.
Désavantages :
- Débogage complexe.
- Coûteux.
- Les autres tâches doivent attendre qu’une tâche soit terminée.
#4. Système d’exploitation multi-utilisateurs
Dans un système d’exploitation multi-utilisateurs, plusieurs utilisateurs peuvent accéder simultanément à différentes ressources via un réseau partagé, souvent entre plusieurs ordinateurs connectés au même système.
Caractéristiques :
- Partage de ressources.
- Partage de temps.
- Partage en arrière-plan.
- Invisibilité.
Avantages :
- Facilite le partage de données entre plusieurs utilisateurs.
- Permet de partager des ressources matérielles, telles que les imprimantes.
- Les utilisateurs peuvent facilement partager leur travail.
- Services stables et systématiques.
Désavantages :
- Nécessite un matériel coûteux.
- La confidentialité des données partagées peut être un problème.
- Les performances peuvent être affectées en raison de la présence de plusieurs utilisateurs.
#5. Système d’exploitation temps réel
Un système d’exploitation temps réel (RTOS) est conçu pour répondre à des exigences de temps précises. Il est utilisé dans des dispositifs tels que les microcontrôleurs et les systèmes critiques.
Caractéristiques :
- Encombrement réduit.
- Très réactif et rapide.
- Planification basée sur les priorités.
- Informations temporelles.
Avantages :
- Utilisation maximale des systèmes et des appareils.
- Temps réduit pour le déplacement des tâches.
- Axé sur l’exécution des applications.
- Petite taille permettant une intégration facile.
Désavantages :
- Capacité limitée en termes de tâches.
- Algorithmes complexes.
- Nombre de changements de tâche limité.
#6. Système d’exploitation réseau
Un système d’exploitation réseau connecte plusieurs ordinateurs et périphériques sur un réseau, permettant le partage de ressources et de données. Il prend en charge la création et la gestion de comptes utilisateurs, le contrôle d’accès aux ressources, la communication entre les appareils et la surveillance du réseau.
Caractéristiques :
- Partage de bases de données et de systèmes de fichiers.
- Création de sauvegardes.
- Inter-réseaux.
- Partage d’applications et d’imprimantes sur un même réseau.
- Fonctions de sécurité telles que le contrôle d’accès et l’authentification.
Avantages :
- Accès à distance aux serveurs.
- Sécurité améliorée.
- Grande stabilité.
Désavantages :
- Coût élevé.
- Nécessite un entretien régulier.
- Dépendance à un emplacement central.
#7. Système d’exploitation distribué
Un système d’exploitation distribué est constitué de plusieurs ordinateurs autonomes, physiquement séparés mais connectés via un réseau centralisé. Les systèmes peuvent communiquer, partager des fichiers et des ressources, et effectuer diverses tâches.
Caractéristiques :
- Partage de ressources.
- Concurrence.
- Évolutivité.
- Tolérance aux pannes.
- Hétérogénéité.
- Transparence.
- Ouverture.
Avantages :
- Bon rapport qualité-prix.
- Souplesse.
- Haute disponibilité et fiabilité.
- Extensibilité.
Désavantages :
- Surcharge du réseau si plusieurs nœuds envoient des données simultanément.
- Logiciels correspondants pas toujours disponibles.
- La sécurité peut être compromise en raison d’un accès simplifié.
#8. Système d’exploitation mobile
Un système d’exploitation mobile permet aux tablettes, smartphones et autres appareils associés d’exécuter des programmes et des applications. Il assure l’interface entre les fonctions logicielles et les composants matériels, avec des vignettes, des icônes, des informations et l’accès aux applications.
Caractéristiques :
- Gestion des appareils.
- Ordonnancement/gestion du processeur.
- Gestion de la mémoire.
- Sécurité (mots de passe, empreintes digitales, etc.).
- Gestion des fichiers.
- Détection des erreurs.
- Suivi des performances du système.
Avantages :
- Convivial.
- Léger.
- Personnalisation possible.
- Mises à jour fréquentes.
Désavantages :
- Conçu pour un matériel spécifique (ex: Apple iOS).
- Vulnérable aux failles de sécurité.
- Autonomie de batterie limitée.
- Nécessité de mettre à niveau le matériel en cas de nouvelle version.
#9. Système d’exploitation embarqué
Un système d’exploitation embarqué est conçu pour effectuer des tâches spécifiques à un périphérique, et non pour un ordinateur. Il exécute le code qui permet à l’appareil d’effectuer son travail et rend le matériel accessible au logiciel.
Caractéristiques :
- Fonctionnement en temps réel.
- Faible coût de fabrication.
- Contraintes de conception strictes.
- Mécanismes de protection.
Avantages :
- Portable.
- Faibles exigences matérielles.
- Plus rapide que les autres systèmes d’exploitation.
- Très prévisible.
Désavantages :
- Nécessite des modifications importantes.
- Personnalisation plus longue.
- Moins d’optimisation.
#dix. Système d’exploitation de virtualisation
Un système d’exploitation de virtualisation simule des fonctionnalités matérielles dans un système virtuel, ce qui permet aux organisations d’exploiter plusieurs systèmes d’exploitation et d’exécuter plusieurs images de système d’exploitation à la fois.
Caractéristiques :
- Allocation des ressources.
- Léger.
- Évolutivité.
- Facilité de gestion.
- Portabilité.
- Sécurité.
Avantages :
- Efficacité accrue des ressources.
- Réduction significative des coûts.
- Déploiement rapide.
Désavantages :
- Risques de sécurité en raison du partage d’un système d’exploitation hôte.
- Isolation limitée.
- Mise en place et gestion complexes, nécessitant des connaissances et des compétences.
- Accès limité au matériel.
#11. Système d’exploitation cloud
Un système d’exploitation cloud est conçu pour les environnements de virtualisation et de cloud computing. Il gère plusieurs machines virtuelles et varie selon les services cloud et l’environnement virtuel utilisés.
Il prend en charge l’exploitation, l’exécution et le traitement de diverses infrastructures virtuelles, machines virtuelles et serveurs virtuels.
Caractéristiques :
- Évolutivité.
- Intégration de fonctionnalités de sécurité (authentification à deux facteurs, authentification unique, etc.).
- Intégration de solutions modernes.
- Fonctionnalités de sauvegarde et de restauration.
Avantages :
- Flexibilité d’utilisation.
- Déploiement rapide.
- Rentabilité (paiement à l’utilisation).
- Accessibilité depuis différents appareils.
Désavantages :
- Complexité d’intégration avec les systèmes existants.
- Dépenses imprévues possibles.
- Risques de sécurité (menaces en ligne, confidentialité des données).
- Temps d’arrêt potentiels en cas de catastrophe naturelle.
Systèmes d’exploitation populaires
Voici quelques-uns des systèmes d’exploitation les plus utilisés dans le monde :
Système d’exploitation Windows
Windows est un système d’exploitation graphique de Microsoft qui facilite l’utilisation des systèmes informatiques, la lecture et le stockage de données, la connexion à Internet, les jeux, la lecture de vidéos et l’exécution de diverses applications, aussi bien à des fins professionnelles que personnelles.
Selon StatCounter, il s’agit du système d’exploitation le plus utilisé au monde pour les ordinateurs personnels, avec une part de marché de 69,51 % en juillet 2023.
macOS
macOS est un système d’exploitation Unix développé par Apple Inc. Il est utilisé sur les ordinateurs Apple Mac et offre des performances réactives grâce à l’optimisation du système d’exploitation pour un matériel spécifique.
Il est le deuxième système d’exploitation le plus utilisé au niveau mondial pour les ordinateurs personnels, avec une part de marché de 20,44 %.
Linux
Linux est un système d’exploitation open source qui gère directement les ressources et le matériel du système, tels que la mémoire, le stockage et le processeur.
Il se situe entre le matériel et les applications et permet aux ressources physiques et aux connexions logicielles de fonctionner. Il arrive après Windows et macOS en termes d’utilisation sur ordinateur personnel, avec une part de marché de 3,24 %.
Ubuntu
Il s’agit d’un système d’exploitation basé sur Linux et Debian, principalement composé de logiciels open source et gratuits. Ubuntu est disponible pour les ordinateurs de bureau, les appareils de base, les serveurs et les robots IoT. C’est un système d’exploitation populaire pour le cloud computing.
Android
Android est un système d’exploitation mobile basé sur Linux pour tablettes et smartphones, qui utilise le noyau Linux, un navigateur web, des applications utilisateur final et une interface graphique. Il utilise le langage Java et d’autres langages pour son code.
Son objectif principal est d’offrir une bonne expérience utilisateur, ce qui en fait un système d’exploitation très efficace. C’est également le système d’exploitation le plus utilisé dans la catégorie des systèmes d’exploitation mobiles, avec une part de marché de 70,9 %, selon StatCounter.
iOS
Apple iOS est un système d’exploitation mobile développé et commercialisé par Apple Inc. Il alimente les appareils mobiles Apple et est le système d’exploitation mobile le plus installé après Android, avec une part de marché de 28,36 % selon StatCounter. Il fournit une connectivité cellulaire, Bluetooth, Wi-Fi et une prise en charge VPN.
Conclusion
Une variété de systèmes d’exploitation sont disponibles, chacun avec ses caractéristiques, ses fonctionnalités, ses avantages et ses inconvénients.
Pour choisir le système d’exploitation adapté à vos besoins, évaluez attentivement vos exigences et votre budget. Choisissez un système qui peut gérer efficacement le stockage et la mémoire, protéger votre vie privée, sécuriser vos données et respecter vos contraintes budgétaires.
Vous pouvez également envisager les systèmes d’exploitation gratuits pour les tests d’intrusion et l’investigation numérique.