Système d`exploitation : Windows 7 au banc d`essai

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National Instruments
SYS T ÈM E D’ EX P L OI T A T I O N
Windows 7
au banc d’essai

Windows 7, le dernier système d’exploitation de Microsoft a été lancé fin 2009.
Cet article de National Instruments, éditeur de Labview et de plusieurs logiciels
dédiés aux applications de contrôle, de test et de mesure tournant sous Windows,
détaille les améliorations et les fonctionnalités les plus notables de ce système
d’exploitation. Il met l’accent sur les besoins particuliers des ingénieurs et des
scientifiques. Il fait le point sur les performances, la compatibilité, la mise en
réseau, la sécurité et les fonctionnalités offertes par Windows 7.
W
indows 7, le système
d’exploitation de Microsoft
a été lancé fin octobre
2009. Moins de trois ans
se seront donc écoulés entre la sortie de
Windows Vista en janvier 2007 et son remplaçant Windows 7. Ce dernier était très attendu. Vista dont le fonctionnement a été
beaucoup critiqué n’ayant en effet pas rencontré le succès escompté. Le nouveau système d’exploitation se veut plus simple
d’utilisation avec une ergonomie revisitée et
fait la part belle aux
applications tactiles. Il
L’essentiel
promet également une
 Microsoft a lancé
meilleure vitesse
son nouveau système
d’exécution que son
d’exploitation
prédécesseur. Nous
fin octobre 2009.
vous en proposons un
 Windows 7 succède
petit tour d’horizon.
à Windows Vista
qui n’avait pas rencontré
le succès attendu.
 National Instruments
l’a testé sous son
environnement de
développement LabView
et sous le séquenceur
de tests TestStand.
 Ses logiciels ont
généralement profité
des améliorations apportées
à Windows 7, à quelques
petites exceptions près.
40
Installation
Windows 7 apporte
un changement notable quant à la facilité
d’installation. Le processus tout entier présente seulement cinq
écrans de préinstallation et sept de postinstallation, tous bien
plus simples que ceux
de Windows XP. Le
reste du processus est
complètement automatisé.Windows 7 s’installe donc bien plus vite que Windows XP.
En plus de la vitesse accrue, Windows 7 est
aussi préchargé avec la plupart des drivers
nécessaires pour démarrer.
On pense souvent qu’en migrant vers un
nouveau système d’exploitation, les fonctionnalités sont améliorées aux dépens des
performances du système. Nous avons testé
la façon dont Windows 7 réalisait les tâches
essentielles d’un système d’exploitation et
les avons comparés à Windows XP et
Windows Vista. Ces tests ont porté sur le
démarrage (d’un état éteint à l’écran
d’authentification. Aucun logiciel supplémentaire installé. Moyenné sur dix essais),
l’arrêt (d’un état de connexion à un état
d’arrêt complet. Aucun logiciel supplémentaire installé. Moyenné sur dix essais) et
l’installation. Le processus d’installation de
Windows 7 et de Windows Vista est environ
36 % plus rapide que celui de Windows XP.
Lors de nos tests, Windows 7 s’est arrêté
48 % plus rapidement en moyenne que
Windows XP.
Selon le blog “Engineering Windows 7”, ces
résultats s’expliquent par les changements
suivants apportés à Windows 7 :
- la réduction du nombre des services du
système qui se lancent au démarrage ainsi
que la réduction de leurs besoins en termes
de processeur, de disque et de mémoire ;
- l’augmentation du parallélisme de l’initialisation des drivers. Cela évite que quelques
drivers plus lents ralentissent le temps de
démarrage général.
En outre, Microsoft s’est efforcé d’offrir une
interface utilisateur et une barre de tâches
plus réactives en agissant sur des sections
critiques de code et des entrées/sorties de
registre.
De surcroît, au cours de l’installation, l’utilisateur est invité de façon automatique à
rejoindre un réseau sans fil s’il est détecté et
peut configurer un “Groupe résidentiel”
(HomeGroup). Cela peut potentiellement
épargner du temps et les efforts passés à la
configuration d’un réseau.
Compatibilité entre applications
Selon Microsoft, la majorité des applications
qui fonctionnent sous Windows Vista devraient continuer à fonctionner sur
Windows 7. Microsoft TechNet a créé un site
Internet dédié à la compatibilité entre applications, incluant l’“Application Compatibility
Toolkit Technical Reference”, des instructions détaillées sur la migration ainsi qu’un
grand nombre de présentations vidéo. De
plus, le “Toolkit Microsoft Application
Compatibility 5.5” (ACT 5.5), téléchargeable
gratuitement depuis le site Microsoft, va contenir des outils et de la documentation pour
évaluer et limiter les problèmes de compatibilité avant de migrer vos applications actuelles vers Windows 7. ACT 5.5 va scanner vos
applications, le matériel et même détecter des
problèmes potentiels au niveau de sites Web
avec Internet Explorer 8 et ensuite rapporter
les problèmes de compatibilité identifiés.
Les tests de performances du nouveau châssis NI CompactDAQ avec LabView ont montré une augmentation de 10 % de la bande passante totale accessible sous le système d’exploitation Windows 7
par rapport au même matériel exploité sous Windows XP.
nexion à un réseau sans fil, qui exige beaucoup moins de clics de souris. Sans passer
par de multiples boîtes de dialogue, il est
possible de se connecter directement à un
réseau à partir de la barre des tâches en quelques clics seulement.
Partage de fichiers
Les applications d’ingénierie utilisent des
volumes de données de plus en plus importantes et nécessitent le partage des résultats et des rapports de test. Ce partage
s’effectue via un réseau. Avec Windows 7,
il est possible de désigner un réseau en tant
que “Groupe résidentiel” (HomeGroup)
pour facilement partager des fichiers en
toute sécurité avec d’autres ordinateurs et
matériels sur ce réseau spécifique. Ce ➜
Mise en réseau
La création et la connexion à des réseaux
sont deux tâches courantes qui ont fait l’objet de modification dans Windows 7.
Windows 7 facilite la connexion à un réseau,
la création de réseaux locaux à domicile et
le partage des fichiers entre vos ordinateurs.
Microsoft a rationalisé le processus de con-
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Selon les tests réalisés, le processus d’installation de Windows 7 et de Windows Vista est plus rapide
que celui de Windows XP. Windows 7 s’est arrêté en moyenne plus rapidement que Windows XP.
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Windows 7 facilite la connexion à un réseau et la création de réseaux locaux. Microsoft a notamment rationalisé
le processus de connexion à un réseau sans fil.
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➜ “Groupe résidentiel” autorise également
le partage des imprimantes connectées via
USB avec d’autres PC sous Windows 7.
Bibliothèques
Windows 7 reprend le concept de “Mes
documents” en proposant un emplacement virtuel de fichiers sur votre machine
appelé “Bibliothèque”. Les fichiers de la
bibliothèque sont facilement consultables
et accessibles sur le réseau.
Afin de mieux comprendre le concept de
bibliothèques dans Windows 7, il est nécessaire de revenir à Windows XP et Vista. Ces
versions antérieures de Windows intègrent
toutes un ensemble de dossiers particuliers
appelés “Mes documents” destinés au stockage des données de l’utilisateur. Dans
Windows Vista, ces dossiers particuliers
étaient automatiquement indexés, permet-
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tant ainsi d’accélérer les recherches de l’utilisateur. De nombreux utilisateurs Windows,
néanmoins, stockaient leurs données dans
d’autres dossiers tels que “c:\temp”. Or, ces
derniers n’étant pas automatiquement indexés, cela se traduisait par une diminution
des performances de recherche. Dans
Windows 7, les bibliothèques pallient ce
problème en permettant à l’utilisateur d’y
ajouter n’importe quel fichier ou dossier
quel que soit son emplacement réel dans le
système de fichiers.
Cette caractéristique est très bien intégrée
à Windows Explorer. Concrètement, il est
possible d’ajouter des fichiers et des dossiers dans une bibliothèque d’un simple
clic. Une fois ces fichiers ajoutés, vous
pouvez facilement les rechercher et les rendre accessibles aux autres ordinateurs de
votre “Groupe résidentiel”.
Sécurité
La sécurité reste une priorité. Il n’y a rien de
plus désagréable que de perdre des mois de
développement à cause de l’attaque d’un logiciel malveillant. Particulièrement dans un
environnement industriel ou de recherche,
il est indispensable que les données sensibles
soient protégées. Windows 7 présente une
version plus facile d’utilisation de l’outil de
sécurité “UAC” (User Account Control ou
Contrôle des comptes utilisateurs). Le nouveau “Contrôle des comptes utilisateurs de
Windows 7” est plus fonctionnel et moins
intrusif que celui de la version Windows
Vista. Introduit avec Windows Vista, le
“Contrôle des comptes utilisateurs” a été
conçu afin de garantir qu’aucune modification du système ne se produise sans que l’utilisateur en soit informé et que l’administra-
teur en ait donné l’autorisation. Il avertissait
ainsi les utilisateurs de presque tous les changements. Le nouvel outil propose plusieurs
niveaux de sécurité à définir. Par défaut, il
avertit dorénavant uniquement lorsqu’un
programme effectue une modification du
système, et non plus lorsqu’un utilisateur
apporte une modification. Voici les quatre
niveaux de sécurité qui sont disponibles :
- Niveau 4. Demande l’autorisation à l’utilisateur lorsque des programmes installent
des logiciels, effectuent des modifications ou
modifient les paramètres Windows.
- Niveau 3. Demande l’autorisation à l’utilisateur lorsque des programmes installent
des logiciels, effectuent des modifications ou
modifient les paramètres Windows. Ce mode
n’intervient pas lorsque l’utilisateur modifie
les paramètres Windows.
- Niveau 2. Ce niveau est identique au 3, à
la différence que le message du “Contrôle
des comptes utilisateurs” apparaît sur le bureau normal au lieu du “Bureau sécurisé”
(Secure Desktop). Remarquez que le “Bureau
sécurisé” fait office de barrière vis-à-vis des
logiciels susceptibles de vouloir imiter votre
réponse.
- Niveau 1. Ne demande pas l’autorisation
à l’utilisateur. Ce niveau se contente pour
l’essentiel de désactiver le “Contrôle des
comptes utilisateurs”.
BitLocker Drive Encryption
Microsoft a introduit l’outil de cryptage de
disque dur “BitLocker Drive Encryption”
dans WindowsVista afin de contribuer à protéger les données sensibles d’un accès par
des utilisateurs non autorisés. Windows 7
Plusieurs instances de la même application sont disposées dorénavant sous la forme d’onglets dans la barre des tâches.
En plaçant la souris sur une seule de ces miniatures, on obtient un aperçu de cette instance particulière.
les tâches les plus courantes de cette application.
Les développeurs et les programmeurs qui
travaillent avec plusieurs fenêtres sous
Labview apprécieront les miniatures instantanées accessibles via les onglets de la
barre des tâches. En plaçant sa souris sur
les différents onglets, ils localiseront rapidement un “VI” particulier.
Nouvelle barre des tâches
Manipulation de fenêtres
Windows 7 présente une nouvelle barre des
tâches et simplifie sensiblement la gestion
et la configuration des périphériques. La
nouvelle barre des tâches dans Windows 7
remplit désormais une double mission en
permettant non seulement de choisir et de
passer rapidement d’une application ouverte
à une autre, mais aussi d’ouvrir de nouvelles
applications.
La barre “Lancement rapide” (Quick Launch)
a été remplacée par la capacité de lier rapidement toute application à la barre des tâches elle-même, puis de cliquer sur l’icône
de cette dernière pour ouvrir l’application.
Plusieurs instances de la même application sont disposées dorénavant sous la
forme d’onglets dans la barre des tâches.
Vous pouvez donc faire apparaître des miniatures instantanées des instances en plaçant la souris sur l’entrée de la barre des
tâches. En plaçant votre souris sur une
seule de ces miniatures, vous obtenez un
aperçu de cette instance particulière.
La nouvelle fonctionnalité nommée “Jump
Lists”, accessible d’un simple clic droit sur
une application située dans la barre des
tâches, fournit un raccourci pratique vers
Windows 7 facilite également la réorganisation des fenêtres affichées à l’écran. Il suffit
pour cela de faire tout simplement glisser ces
dernières vers des parties spécifiques de
l’écran. Par exemple, faire glisser la barre de
titre d’une fenêtre vers le haut de l’écran
l’agrandit, alors que faire glisser la barre de
titre d’une fenêtre sur le côté de l’écran crée
une mosaïque verticale. Lorsque cette opération est réalisée sur deux fenêtres occupant
l’écran, chacune se répartit ainsi la moitié de
l’écran, ce qui permet de comparer facilement le contenu de celles-ci ainsi disposées
côte à côte.
Matériels et imprimantes
Il est désormais possible de gérer tous les
périphériques et matériels connectés à un
ordinateur depuis une simple fenêtre.
Contrairement aux précédentes versions de
Windows, où l’utilisateur était obligé de
configurer chaque classe de périphériques
et d’y accéder à partir de fenêtres séparées,
Windows 7 donne accès à tous les matériels
connectés à l’ordinateur (appareils photos,
téléphones, imprimantes, etc.) depuis une
seule et même fenêtre.
➜
Windows 7 étend la protection de l’outil BitLocker aux périphériques de stockage USB et en facilite d’utilisation. Il est
possible d’y accéder directement à partir d’un clic droit pour faire apparaître le menu contextuel sur la plupart des disques.
Des options
d’économie
d’énergie
sont
proposées
pour limiter
la consommation du PC
et de ses
périphériques
lorsque cela
est possible.
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étend la protection de l’outil “BitLocker” aux
périphériques de stockage USB et le rend
encore plus facile d’utilisation. Vous pouvez
y accéder directement à partir d’un clic droit
pour faire apparaître le menu contextuel sur
la plupart des disques. Il est à noter que
“BitLocker ”et “BitLocker To Go” ne sont
fournis que dans les versions Windows 7
Ultimate et Windows 7 Entreprise.
Windows 7 donne accès à tous les matériels connectés à l’ordinateur (appareils photos,
téléphones, imprimantes, etc.) depuis une seule et même fenêtre.
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Les essais ont été réalisés sous LabView pour des tâches telles lectures/écritures de fichiers, manipulations Des tests ont établi des différences entre les performances de Windows 7 et celles de Windows XP
de tableaux, calculs matriciels… Windows 7 et Windows XP ont réagi de façon équivalente.
sur des applications multithread avec LabView et TestStand.
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National Instruments
a annoncé la compatibilité
de ses logiciels et
de ses matériels avec
Windows 7, dernier système
d’exploitation de Microsoft.
➜ Applications améliorées
Bon nombre d’applications courantes fournies avec Windows ont fait l’objet d’améliorations. Windows 7 est fourni avec la toute
dernière version du navigateur Web de
Microsoft, Internet Explorer 8, qui présente les
fonctionnalités “Web Slices” et “Suggested
Sites”. “Web Slices” aide à conserver des raccourcis sur des portions choisies de vos sites
Web préférés, vous permet de surveiller des
portions de vos sites Web favoris et de recevoir des notifications automatiques lorsque
des modifications leur sont apportées. Par
exemple, vous pouvez facilement conserver
des raccourcis vers une enchère eBay ou recevoir une notification lorsqu’une réponse a
été apportée à un message posté sur un forum
de discussion. “Suggested Sites” vous propose une liste de sites semblables au site Web
que vous êtes en train de consulter.
Les nouvelles versions de Paint et WordPad
présentent désormais une barre de mise en
forme appelée ruban, inspirée de MS Office,
tout en offrant de nouvelles fonctionnalités.
Vous pouvez même personnaliser cette dernière à vos applications.
La calculatrice offre des modes supplémentaires pour scientifiques, programmeurs et
statisticiens. Elle intègre notamment un convertisseur d’unités, un calculateur de dates
(nombre de jours, de mois ou de semaine
d’une date à une autre) et plusieurs autres
outils d’estimation. Le mode programmeur
indique par exemple la représentation binaire pour n’importe quelle valeur entrée
afin d’effectuer rapidement des opérations
bit à bit sur les nombres.
Les gadgets (horloge à aiguille, indicateur de
température extérieur, indice boursier, etc.),
introduits dans Windows Vista, bénéficient
dorénavant d’une meilleure intégration dans
Windows 7.Vous n’êtes plus contraints d’intégrer les gadgets à la barre latérale : vous
pouvez désormais les placer n’importe où
sur le bureau.
Performances au banc d’essai
Web Slices aide à conserver des raccourcis sur des portions choisies de vos sites Web
préférés. Cet outil surveille des portions de vos sites Web favoris et notifie
automatiquement les modifications qui leur sont apportées.
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Chaque seconde gagnée sur une chaîne de
production automatisée est précieuse.
Chaque fonction qui s’exécute plus vite évite
un goulot d’étranglement. Avant d’adopter
un nouveau système d’exploitation, il est
important de considérer l’impact des gains
de performances comparés au coût potentiel
de la migration. Pour voir comment les fonctionnalités de Windows 7 affectent les applications écrites dans l’environnement de
développement graphique Labview et les
séquences de test automatisé écrites avec le
séquenceur de tests “Teststand”, National
Instruments a élaboré plusieurs bancs de tests
relatifs aux performances des différentes
versions des systèmes d’exploitation
Windows :
- Test Labview orienté tâches principales ;
- Test Labview orienté multithread ;
- Test Teststand orienté test parallèle ;
- Tâches de base du système d’exploitation.
Le système de test que nous avons utilisé
dans nos bancs d’essais présentait les spécifications suivantes :
- processeur : processeur quadri cœurs Intel
Core 2 Extreme Q6850 @ 3,00 GHz ;
- mémoire (RAM) : 4,00 Go ;
- type de système : système d’exploitation
32 bits ;
- indice d’expérience Windows 7 : 4.8 ;
- version de Labview : 8.6.1 ;
- version de Teststand : 4.1.1.
En déroulant ces tests, nous avons constaté
des gains mineurs en termes de performances en utilisant Windows 7, particulièrement dans les applications Labview multithread et Teststand. La page Web de Microsoft
“Centre de développement Windows 7”,
affirme que le nouveau système d’exploitation améliore les performances du système
ainsi que la gestion des ressources.
En outre, le blog “Engineering Windows 7”
assure que Windows 7 a amélioré la logique
et les mécanismes du “prefetching” (mécanisme de préchargement prédictif des instructions) en matière de lecture de fichiers
depuis le disque.
Nos bancs d’essais Labview orientés tâches
principales se composaient de plusieurs tâches de base : les entrées/sorties sur fichiers,
les manipulations de tableaux, les mathématiques matricielles, les fonctions d’analyse et
les fonctions trigonométriques.
Pour l’essentiel,Windows 7 et Windows XP
ont réagi de façon équivalente dans la plupart des catégories. Ils ont légèrement différé, dans quelques cas spécifiques, au
cours de nos tests. Windows XP était légèrement plus rapide pour calculer les manipulations de tableaux. Windows 7 était
plus rapide pour écrire des fichiers sur disque. Cela peut s’expliquer par les améliorations apportées à la logique de “prefetching” dans Windows 7. Les deux systèmes
d’exploitation ont passé en moyenne le
même temps à lire des fichiers bien que
Windows 7 présentât un écart type plus
élevé.
gnant un plafond, les fournisseurs de matériel réagissent en ajoutant davantage de
cœurs aux puces de leurs processeurs. Nous
avons établi des différences entre les performances de Windows 7 et celles de Windows
XP dans nos applications multithread à la fois
dans Labview et Teststand. Pour y parvenir,
nous avons effectué les tests suivants qui ont
été réalisés sur un seul et unique thread et
aussi sur quatre threads :
- Labview : analyse de spectre de fréquences ;
- Labview : filtre FIR ;
- Labview : algorithme de valeur propre ;
- Teststand : tester 100 unités sous test
(UUT).
En fonction des résultats de nos tests, nous
avons fait les observations suivantes :
- les deux systèmes d’exploitation ont réagi
presque de la même façon dans les applications monothread Labview ;
- sur les deux systèmes d’exploitation, passer
d’un seul thread à quatre threads dans
Labview a permis de multiplier les performances par 3,8 en moyenne ;
- les deux systèmes d’exploitation ont réagi
presque de la même façon dans les applica-
De nouvelles versions de Paint et WordPad ainsi que
de la calculatrice sont proposées par Windows 7.
tions multithread Labview. Toutefois, nous
avons constaté une augmentation des performances de 3 % comparée à Windows XP
en lançant l’analyse de spectre de fréquences
sur quatre threads ;
- lors des tests parallèles avec Teststand, nous
avons constaté une augmentation de 21 %
de la durée d’exécution lorsque nous sommes passés de Windows XP à Windows 7.
Ces résultats peuvent s’expliquer par les
changements apportés par Microsoft au ni-
veau des performances du système et de
l’utilisation des ressources pour améliorer la
modularité.
Au final, nos tests ont démontré que les tâches du système et les algorithmes logiciels
ont généralement profité des améliorations
apportées à Windows 7, à quelques petites
exceptions près. Celles-ci sont principalement dues aux modifications apportées à
l’ordonnanceur qui visent une meilleure
gestion du multithreading et des mécanismes d’utilisation de la mémoire pour les
entrées/sorties sur fichier.
Les améliorations liées à la vitesse que nous
avons relevées ont des implications sur les
systèmes de test en production et les applications qui nécessitent un débit soutenu,
même si elles peuvent ne pas avoir d’incidence importante sur chaque application.
L’équilibre entre les gains modestes de performances, les nouvelles améliorations d’utilisation et le coût de la migration sont autant
de facteurs à considérer au moment de migrer vers Windows 7.
Jervin Justin, ingénieur systèmes
National Instruments
Bancs d’essais orientés multithread
Les technologies multithread et multicœurs
ont pris de l’importance ces dernières années. Face à des fréquences d’horloge attei-
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