Plan de cours

École de technologie supérieure Département de génie logiciel et des TI Responsable(s) de cours : Abdelouahed Gherbi
Carlos Vazquez
PLAN DE COURS
Hiver 2014
LOG710 : Principes systèmes d'expl. et programmation système (3 crédits)
Préalables
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8
Pour tous les étudiants
GTI310 (G.TI) ; LOG320 (G.Log)
Qualités de l'ingénieur
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Qn
Qualité visée dans
ce cours
Qn
Qualité visée dans un
autre cours
Compétence
enseignée
Compétence
évaluée
Compétence
enseignée et
évaluée
Page 1 de 5 Descriptif du cours
Au terme de ce cours, l’étudiant aura acquis et appliqué les concepts, principes de base et techniques établies utilisés en génie logiciel
pour l’analyse, la conception et l’implémentation des systèmes d’exploitation modernes. Structures et architectures des systèmes d'exploitation : monolithique, en couche, micronoyau, et modulaire. Mode d’opération des
systèmes d’exploitation : mode utilisateur, mode privilégié. Mécanisme des interruptions, appels systèmes et commutation de contexte.
Concept de processus et fils d’exécution : bloc de contrôle de processus, état de processus et gestion de processus. Communication
interprocessus : communication par échange de messages et par mémoire partagée. Synchronisation et coopération entre processus :
exclusion mutuelle, sémaphores, mutex et moniteurs. Problème d’interblocage : graphes d’allocation de ressources et graphe d’attente,
techniques de prévention, détection et évitement d’inter­blocage. Technique d’ordonnancement du processeur. Gestion de mémoire et
système de mémoire virtuelle paginée. Système de gestion de fichiers. Fiabilité, protection et sécurité des systèmes d’exploitation.
Étude de cas de système d’exploitation modernes. Séances de laboratoire portant sur la programmation système incluant le processus de configuration, compilation et installation du
noyau d’un système d’exploitation moderne, l’extension du noyau par implémentation de nouveaux appels systèmes et la conception et
programmation de pilotes de périphériques. Précision sur les préalables : ce cours n'exige QU'UN SEUL des deux préalables, soit GTI310 ou LOG320.
Objectifs du cours
À la fin du cours, l'étudiant(e) devra être capable de :
connaître les principales architectures des systèmes d’exploitation;
comprendre les mécanismes et les algorithmes utilisés dans les systèmes d’exploitation;
savoir choisir le système d’exploitation en fonction des besoins du projet;
posséder les principes de la programmation système;
Stratégies pédagogiques
Un (1) cours magistral par semaine.
Deux (2) heures de laboratoire par semaine.
Utilisation d’appareils électroniques
N/A
Coordonnées de l’enseignant
Groupe
Nom
Activité
Courriel
Local
01
02
Abdelouahed Gherbi
Carlos Vazquez
Activité de cours
Activité de cours
[email protected] A­3497
[email protected]
A­3490
Disponibilité
Sur Rendez­vous
Lundi 14h30 ­ 16h30
Page 2 de 5 Cours
[1]
1. Introduction aux systèmes d’exploitation (3 heures )
1. Définition et évolution des systèmes d’exploitation (SE)
2. Objectifs et principales fonctions des SE
3. Modes d’opérations des SE
2. Structure des systèmes d’exploitation (3 heures)
1. Services des systèmes d’exploitation
2. Mécanismes des interruptions
3. Les appels systèmes
4. Structures usuelles des systèmes d’exploitation
3. Processus, threads et communication interprocessus (3 heures)
1. Concept de processus, état de processus et PCB
2. Ordonnancement des processus
3. Opération sur les processus (fork et join)
4. Threads
5. Communication interprocessus
4. Ordonnancement de la CPU (3 heures)
1. Concepts de base : cycle CPU­E/S, Ordonnanceur de CPU, critères d’ordonnancement
2. Algorithmes d’ordonnancement : FCFS, SJF, Round­Robin, avec priorité, multi­niveaux
5. Synchronisation des processus (7 heures)
1. Problème de la concurrence des processus
2. Section critique et exclusion mutuelle
3. Les sémaphores
4. Les moniteurs
6. Inter­blocage (3 heures)
1. Définition et conditions nécessaires
2. Modélisation d’inter­blocages
3. Techniques de prévention, détection et évitement d’inter­blocages
7. Gestion de la mémoire (7 heures)
1. Fonction du gestionnaire de la mémoire
2. Protection, relocation et swapping
3. Multiprogrammation avec partitions fixes et partitions variables
4. Algorithmes de placement
5. Concept de mémoire virtuelle
6. Pagination
7. Algorithmes de remplacement de pages
8. Systèmes de gestion des fichiers (7 heures)
1. Concept de fichier et opérations sur les fichiers
2. Protection des fichiers
3. Structure du système de fichiers
4. Méthodes d’allocation d’espace
5. Gestion d’espace libre
9. Sujet spécial (3 heures)
[1] Ces heures sont des heures approximatives d’enseignement pour chaque sujet et incluent le temps alloué à l’examen intra
trimestriel.
Page 3 de 5 Laboratoires et travaux pratiques
Une série de trois (03) laboratoires avec remise de rapports et code source seront effectués par groupe de deux à trois (2­3) étudiants.
Conception et implémentation d’un interprète de commandes (8 heures)
Conception et implémentation d’un ordonnanceur de processus à multi­niveaux de priorités (10 heures)
Conception et implémentation d’un gestionnaire de mémoire avec plusieurs stratégies d’allocation d’espace (6 heures)
NOTE : Si vous éprouvez des difficultés techniques avec le matériel des laboratoires du département, s.v.p. communiquez le problème
à support­[email protected].
Utilisation d'outils d'ingérierie
L'étudiant se familiarisera avec les outils de développement de programmes dans l’environnement Linux. En particulier, il utilisera le
langage de programmation C et les éditeurs de code, compilateurs, éditeurs de liens et débogueur de l’environnement Linux.
L’étudiant pourra également utiliser une machine virtuelle Linux déployée avec le logiciel de virtualisation open source d’Oracle
VirtualBox.
Évaluation
Trois (3) laboratoires Un (1) travail de recherche et présentation
Deux Quiz (2)
Examen intra (le mercredi 19 février 2014)
Examen final
30 %
10 %
10 %
20 %
30 %
Politique de retard des travaux
Tout travail remis en retard se verra automatiquement attribuer la note zéro.
Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre
auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l’étudiant
devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un
billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0). • Pour SEG : Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour
un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur
(maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).
Plagiat et fraude
• Règlement des études de 1er cycle :
Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans
tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la
page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants­actuels/Baccalaureat/Guichet­interactif/Citer­pas­plagier • Règlement des études de cycles supérieurs :
Les clauses du « Chapitre 8 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de cycles supérieurs » s’appliquent dans ce cours ainsi
que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent
consulter la page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants­actuels/Cycles­sup/Realisation­etudes/Citer­pas­plagier
Page 4 de 5 Documentation obligatoire
SILBERSCHATZ, A. et P.B. GALVIN, Operating System Concepts. 8th Edition, Addison Wesley.
Ouvrages de références
STEVENS, W.R., Advanced Programming in the UNIX Environment. Addison­Wesley, 1992.
BOVET, D.P. & M. CESATI, Understanding the Linux Kernel: From I/O Ports to Process Management. 2nd Edition, O’Reilly, 2002.
GILLY, D., UNIX in a Nutshell. O’Reilly, 1992.
KERNIGHAM, B.W. & D. RITCHIE, The C Programming Language. 2nd Edition, Prentice­Hall, 1988.
Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
Pour le groupe 01 : http://profs.etsmtl.ca/agherbi/cours/log710h14/
Pour le groupe 02 : MOODLE LOG 710­02
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