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Historique de l'Informatique Naissance du Micro-Processeur Les Composants Informatique La Marche vers le MP3 Le PC est née, Naissance du CPU et Mémoires Le Secret du Si: Puissance et miniaturisation UC., Mémoire, Bus Traitement des données			Anatomie d’un fabuleux logicien Vue d’ensemble du système Les dessins schématiques représentés ci-dessous décrivent le système interne et le fonctionnement d’un ordinateur individuel type. Virtuellement, ils sont représentatifs de tous les systèmes informatiques existants. Quelque soit la machine, elle comportera des composants similaires à ceux-ci. Un clavier, par exemple, constitue la façon la plus répandue d’introduire données et instructions ; un moniteur vidéo et une imprimante sont les moyens les plus courants pour transmettre les informations à l’utilisateur. Et la plupart des systèmes ont besoin de l’équivalent d’un lecteur de disquettes, procédé de stockage permanent et d’accès à des logiciels supplémentaires. Tous ces composants se branchent sur l’unité centrale. Elle contient les composants électroniques de l’ordinateur, disposés sur la carte système. La carte système comprend une unité centrale de traitement, ou UCT, microprocesseur gérant les activités de l’ordinateur. Chaque instruction doit être examinée par l’UCT avant d’être traitée. L’autre élément clé de cette carte système est une horloge à quartz coordonnant les réponses des circuits de l’ordinateur. Quand la machine est mise sous tension, le courant électrique entraîne la déformation d’un éclat de cristal de quartz, découpé avec précision, qui vibre avec régularité parfois des millions de fois par seconde. A chaque vibration, le cristal émet une impulsion de courant. Ces impulsions, combinées à d’autres signaux, contrôlent le déroulement d’une action et la synchronisation des circuits. La carte système inclut également des connecteurs pour brancher les périphériques d’entrée et de sortie, et des microprocesseurs pour deux types de mémoire interne : la mémoire morte ou MEM, et la mémoire vive ou MEV. (La MEV est également connue sous le nom de RAM, Random Access Memory, mémoire à accès aléatoire, un terme impropre mais d’usage courant ; comme ROM, Read Only Memory, mémoire à lecture seule, pour MEM.) La MEM contient des instructions non modifiables. La MEV est utilisée pour stocker programmes et données uniquement quand l’ordinateur est sous tension. Chaque puce de mémoire conserve ses informations sous la forme de nombres binaires, ou bits, codés en tant que charges électriques. Les charges sont stockées en des emplacements particuliers, appelés adresses. Chaque adresse revêt également la forme de nombres binaires. Les instructions sortent de l’UCT sous forme d’une série d’impulsions électriques codées pour trouver une adresse particulière ; l’information trouvée retourne à l’UCT pour traitement. Les codes d’adresses voyagent sur des fils parallèles appelés « bus d’adresses » ; les informations retournent à l’UCT sur des fils du bus de données. Le décodeur d’adresses et les sélecteurs, ou interrupteurs DIP (réglés pour conserver en permanence certaines adresses) aident à conduire les impulsions électriques à destination. Le programme d’amorçage Quand l’ordinateur est mis sous tension, l’électricité passe dans l’intégralité du système et une séquence d’événements prédéterminés s’amorce. L’horloge à quartz commence à envoyer des signaux dans le réseau du système, à raison de plusieurs millions d’impulsions par seconde. Chaque événement est régulé avec précision par ce flot rapide d’impulsions, qui sont indépendantes des autres signaux de commande de l’ordinateur. Au premier cycle de l’horloge, un signal de remise à zéro vide automatiquement tous les circuits internes de stockage temporaire de l’UCT, les registres, de toute charge qui aurait été engendrée par des surtensions ou par des restes de la précédente mise sous tension de l’ordinateur. En effaçant un registre particulier appelé registre d’instructions, le signal remet à zéro son compteur. La machine est dès lors prête à procéder à ce que l’on appelle l’amorçage (ou boot). A la prochaine impulsion d’horloge, le registre d’instructions sera chargé avec une adresse qui a été préparée pour le système par les constructeurs de l’ordinateur ; cette adresse est habituellement déterminée par les sélecteurs, interrupteurs DIP. Dès que la machine est mise sous tension (image du haut), des événements se succèdent si rapidement qu'ils semblent simultanés. La première impulsion d'horloge déclenche le signal de remise à zéro du registre d'instructions et de son compteur. Ce dernier, qui agit comme un répartiteur, indique à l'UCT où trouver l'instruction suivante. A l'impulsion (image du bas), une adresse prédéterminée entre dans le registre d'instructions. Dans l'exemple ci-dessus, il s'agit de l'adresse d'un emplacement de la MEM, où la première instruction d'un programme d'amorçage est stockée, immuable. A l'impulsion d'horloge suivante, l'UCT copie l'adresse (11110010) du registre d'instructions dans le bus d'adresses (bande jaune). Dès la fin de l'impulsion, l'adresse suivante de la séquence apparaît dans le registre d'instructions. Cette adresse, une suite de tensions hautes et basses exprimée ici par les chiffres binaires 11110010, identifie l’emplacement en MEM d’un programme d’amorçage. Le programme d’amorçage varie d’une machine à l’autre. Parfois, il oblige l’ordinateur à vérifier la présence d’une source externe de mémoire, comme un lecteur de disquettes, et à suivre les instructions qu’il y trouvera. Dans le système illustré ici, l’ordinateur vérifie diverses parties internes du système. L’UCT traite le programme d’amorçage en milliers de brèves étapes très complexes ; dans ce cas, chaque étape consiste en un octet (huit chiffres binaires). Un octet peut représenté une adresse, une instruction ou les données trouvées à une adresse donnée (un chiffre, une lettre de l’alphabet notamment). Chaque octet circule sous forme d’une séquence de tensions hautes et basses dans le bus d’adresses, représenté par une bande jaune, ou dans le bus de données, représenté par une bande bleue. Image du haut : A l'impulsion de l'horloge, le bus d'adresses bascule la configuration de huit bits de tensions hautes et basses qui représente l'adresse de la première instruction du programme. (L'adresse de l'instruction suivante est déjà dans le registre d'instructions.) A l'impulsion suivante, les circuits du décodeur d'adresses déterminent la place de cette adresse. Une autre impulsion stimule en MEM la puce appropriée. Image du bas : Tandis que les cycles de l'horloge se succèdent, les circuits de la MEM stimulent la cellule de mémoire concernée (pastilles jaunes) dans la puce sélectionnée. Comme on le voit ici, la chaîne binaire représentant l'adresse est différente de la chaîne figurant le contenu stocké à cette adresse ; une adresse se réfère uniquement à l'emplacement de stockage des données. Dans ce cas, la chaîne de huit bits constitue le codage binaire de la première instruction de la séquence en cours. L'UCT voudra "lire" cette information mais devra attendre un signal spécifique et l'impulsion d'horloge idoine. Des millions de vérifications Les étapes détaillées ci-dessus représentent le genre d’opérations discrètes qui doivent indéfiniment être répétées pour amener des instructions stockées jusqu’à l’UCT. Chacune de ces opérations se déroule en l’espace de trente nanosecondes environ (une nanoseconde équivaut à un milliardième de seconde). Ce qui apparaît ci-dessous est une vue plus vaste du programme d’amorçage en cours de fonctionnement. La routine illustrée ici montre l’ordinateur vérifiant la MEV, mémoire vive, pour s’assurer que les puces sont en état de marche. Ce processus est divisé en millions d’événements séparés et, en fonction de la quantité de mémoire de l’ordinateur, peut prendre jusqu’à plusieurs secondes. Vérifier la MEV est une procédure complexe pour deux raisons. Premièrement, la puce de MEV contient le plus souvent 64K d’informations. En abrégé, K signifie 1024 bits, ce qui implique qu’une seule puce peut stocker 65 536 bits. Deuxièmement, ces minuscules puces à haute densité stockent les informations électroniques d’une façon plutôt différente de celles stockées en MEM. Comme nous avons vu précédemment, l’unité d’information huit bits que l’UCT lit en MEM est stockée sur une unique puce MEM. En MEV, les huit bits qui forment une unité de données sont stockées sur huit puces différentes en une séquence prédéterminée. Cette méthode permet au concepteur du système de tirer le meilleur parti de l’espace de stockage et du câblage de la carte système. Pour s’assurer que toutes les puces de MEV fonctionnent, l’UCT envoie un bloc test de données dans le bus d’adresses à une adresse déterminée. Image du haut : Au cycle d'horloge suivant, l'UCT donne le signal de "lecture" à la puce de mémoire, qui transfère instantanément les données dans le bus de données. Cette chorégraphie élaborée de signaux de commande et d'impulsions d'horloge est nécessaire pour s'assurer que rien n'est transmis au bus avant que son destinataire soit prêt à la réception. En faisant passer l'impulsion d'horloge et le signal de "lecture" par une porte booléenne ET, on empêche les données d'être placées dans le bus de données si l'impulsion et le signal ne sont pas logiquement VRAI. Image du bas : Une fois introduit dans le bus de données, l'octet de données choisi dans cette adresse initiale en MEM retourne à l'UCT. Au cycle d'horloge suivant, l'UCT bascule l'octet de données du bus vers les registres. Comme il s'agit des premières données que reçoit l'UCT depuis sa mise sous tension, elle interprête les données comme une instruction à décoder lors de la prochaine impulsion d'horloge. Cette séquence, registre d'instructions, bus d'adresses, MEM, bus de données, décodage des instructions, sera répétée des centaines de fois jusqu'à ce que tous les octets qui forment les instructions d'amorçage aient été transférés à l'UCT, un à un, puis exécutés. Le décodeur d’adresses stimule chacune des huit puces avant d’y stocker les bits d’informations. Puis l’UCT demande à lire les données qu’elle vient de stocker. Le décodeur stimule les huit puces pour que chacune transfère son bit de données dans le bus de données jusqu’à l’UCT. Pour tester la mémoire vive, l'UCT "écrit", ou envoie, un unique échantillon de données à chaque emplacement (image du haut). Pour écrire un octet de données en MEV, le décodeur d'adresses cherche huit puces différentes, qui chacune contiendra un bit ; ensemble, ces huit puces forment une adresse. Quand les données de test ont été stockées en MEV pendant une fraction de seconde, l'UCT signale qu'elle veut lire les données dans l'un de ses registres (image du bas). Les puces qui contiennent chacune un bit de l'octet d'échantillon transfèrent les bits dans le bus de données. L'octet est renvoyé à l'UCT pour comparaison, et le sycle se répète jusqu'à ce que toutes les puces de mémoire vive aient été examinées. Celle-ci vérifie que cet octet correspond au bit envoyé : la similitude doit être rigoureuse. Pour tester intégralement une puce, l’UCT doit conduire ce test 65 536 fois. Bien entendu, dans ce processus, sept autres puces MEV devront également être testées. Si l’UCT rencontre des erreurs, elle peut déceler que certaines parties de la MEV sont défectueuses et ne doivent donc pas être utilisées. Après avoir examiné son bloc de puces de mémoire, le système de l’ordinateur effectue une vérification similaire de ses connecteurs d’entrée/sortie. L’UCT envoie alors une suite de signaux répétitifs aux connecteurs situés sur le panneau arrière de la carte système. Les connecteurs pour le moniteur, l’imprimante et les autres périphériques sont testés à leur tour. Les quelques dernières instructions dans le programme d’amorçage de l’ordinateur indiquent à l’UCT de rechercher, dans une puce MEM spéciale, l’instruction suivante. Cette puce contient un langage résident, le plus souvent le BASIC, ou un programme d’application résident, un traitement de texte par exemple. Quelques secondes après la mise sous tension, le contrôle de l’ordinateur passe à ce programme ou à ce langage. Un message apparaît sur l’écran pour indiquer que l’ordinateur est prêt. Le message diffère d’une machine à l’autre mais il se veut toujours accueillant, ici, le mot BONJOUR apparaît au-dessus du curseur clignotant. DOMESTIQUER L’ORDINATEUR A partir de 1985, tout le quotidien est régit par des ordinateurs. Bases de données électroniques, alimentation en électricité d’un complexe, d’une station de métro, systèmes de communication, téléphonie, impression des journaux, radars, systèmes de diagnostic sophistiqué en médecine, lave-vaisselle, machines à coudre… Moins de quarante ans de progrès technique. Les ordinateurs sont maintenant gérés par des systèmes d’exploitation. Un système d’exploitation est l’ensemble complexe de programmes qui dirige l’ensemble des ressources de la machine, circuits logiques, mémoire, imprimante, clavier, écran. Il fournit en permanence les instructions nécessaires au bon fonctionnement de toute traitement informatique. Sans système d’exploitation, les premiers ordinateurs étaient si difficiles à programmer que leur utilisation pratique en était limitée. Le développement des systèmes d’exploitation a permis l’informatisation de la société et la fantastique panne informatique qui ébranla la société contemporaine lui a fait réaliser à quel point elle était devenue dépendante des ordinateurs. Evolution du système d’exploitation : - 1950 : avènement de langages de programmation appelés programmes assembleurs pour améliorer la productivité des ordinateurs. - 1951 : Remington Rand lance son UNIVAC. - 1953 : IBM lance une série d’ordinateurs, 650, 701 et 702. Les deux sociétés se partagent le marché sur lequel chacune d’entre elles démontre rapidement la rentabilité de leurs machines. Mais le système de programmation reste insatisfaisant et les nombreux tests effectués par différents programmeurs ne sont pas concluants en terme de rapidité d’exécution. Grâce à la persévérance d’un dynamique sous-lieutenant, Bob Patrick, un programme appelé Speedcode voit le jour, plus ou moins efficace. - 1954 : Bob Patrick rentre au centre de recherches de General Motors et à partir de ce premier essai, il rédige le premier descriptif connu du système d’exploitation. Il consiste à remplacer le système de cartes perforées et d’imprimantes par un système de bandes magnétiques. Bob Patrick rajoute la possibilité de mettre plusieurs plannings de traitement des tâches sur une seule bande magnétique pour exécuter les opérations les unes après les autres sans interruption. - 1955 : Bob Patrick présente son projet à une association d’utilisateurs d’IBM, le SHARE, et collabore avec l’un d’entre eux, Owen Mock, ingénieur à la North American Aviation, à l’écriture de tâches à orchestrer entre l’IBM 704, dernière version du 701 et les périphériques. - 1956 : naît le premier système d’exploitation en trois phases ou système d’Entrée/Sortie GM-NAA (appelé aussi traitement par lots) : entrée, exécution, sortie sous le contrôle d’un ensemble de commandes de supervision appelé moniteur. Le programme est distribué sur plus de vingt sites équipés de IBM 704 en plus de la General Motors et de la North American Aviation. Un comité du SHARE est alors constitué pour développer un système plus performant, le SOS (Share Operating System). - 1957 : IBM annonce la sortie prochaine de son 709 équipé du nouveau système SOS puis lance son équipe de concepteurs sur le FORTRAN, nouveau langage de programmation destiné à la communauté scientifique. - 1960 : le marché des ordinateurs est en pleine expansion. D’autres sociétés rejoignent IBM, toujours leader, et Remington Rand : Burroughs, National Cash Register, Honeywell, RCA, Control Data Corporation et General Electrics. Les ordinateurs sont maintenant tous équipés d’un transistor à la place du tube à vide. Fiabilité et gain d’énergie. Les modèles d’IBM sont alors la série 7000 remplaçant la série 700 et le 1401 pour le 650. - 1963 : l’industrie américaine dépense plus de 4 milliards de dollars pour ses systèmes informatiques, le gouvernement fédéral compte un parc de 1250 machines. Une croissance considérable de la présence indispensable des ordinateurs. Dès lors, les systèmes d’exploitation ne cessent de s’améliorer. Chaque compagnie y va de son génie. Burroughs met en place la multiprogrammation sur sa série 5000 pour accroître la puissance de ses machines, c’est un procédé de répartition de la mémoire entre les tâches de plusieurs utilisateurs qui travaillent en même temps sous un même système d’exploitation nommé le Master Control Program (MCP) et du temps dans l’UCT permettant la quasi simultanéité des résultats des différents travaux. - 1964 : IBM remplace toutes ses gammes compatibles par une seule, le système 360 sous un système d’exploitation appelé l’OS 360 parce qu’il a la capacité de traiter n’importe quel type d’application à 360 degrés (imagé) Pas moins de 5000 hommes travaillent au projet. Le résultat est complet, réunissant tous les systèmes antérieurs en un seul, contrôle des périphériques, traitement de langages de programmation du plus haut niveau, sous-systèmes dédiés à des applications particulières (gestion de projets, de grandes bases de données), gestion d’une utilisation en temps réel, mise à jour et modification des plus faciles, plus de puissance et plus d’options. RCA et General Electrics, incapables de suivre le rythme, se retirent du marché. Le 360 connaît un réel succès dans les affaires, les universités, l’industrie, les sociétés de services, les laboratoires de recherche mais aussi le gouvernement fédéral, il simule même les logiciels qui vont partir pour le premier voyage sur la Lune… Le 360 est un événement historique dans le développement de l’informatique. Les ordinateurs font partie de la vie quotidienne, instruments redoutables d’efficacité et source de changement profond de la société. En somme, une véritable révolution. AU CŒUR D’UN SYSTEME D’EXPLOITATION Quand un utilisateur se livre à une opération, aussi simple soit-elle, l’ordinateur obéit à des centaines d’instructions électroniques à la cadence de plusieurs milliers voire plusieurs millions par seconde. Il reconnaît le nom du programme par l’intermédiaire de ses circuits d’entrée, recherche dans les unités de stockage de masse le code correspondant, le charge dans les mémoires vives et affiche sur le moniteur les messages d’accueil du programme. Les logiciels qui prennent en charge ces opérations fondamentales constituent le système d’exploitation de la machine. Il s’agit d’un ensemble très important qui, sur de gros ordinateurs, peut contenir plusieurs millions d’instructions. C’est pourtant la complexité même de ce programme qui facilite le travail de l’utilisateur et rend possible l’extraordinaire variété des tâches accomplies par ces machines. La plupart des systèmes d’exploitation sont organisés en groupes de programmes que nous allons détailler ci-après. Ensemble, ils constituent un ordinateur qui fonctionne souplement, chaque groupe, que nous appellerons administrateur, prenant en charge son domaine de responsabilités. Le contrôleur Au centre d’un système d’exploitation se trouve le contrôleur. Toute demande faite à l’ordinateur, qu’elle vienne sous la forme d’un ensemble d’instructions faisant partie d’un traitement par lots ou que ce soit une instruction isolée d’un dialogue interactif, est formulée dans un langage compréhensible par le contrôleur. Ce dernier en étudie tour à tour chaque élément afin de déterminer quelles ressources de l’ordinateur mettre en jeu. Ensuite, le contrôleur passe l’information aux autres administrateurs concernés. Le contrôleur enregistre chaque travail à effectuer puis le divise en tâches qu’il répartit entre les autres groupes. Chacune de ces tâches reçoit un descripteur. Il s’agit d’un code permettant au contrôleur et à l’administrateur du CPU (ou UCT, Unité Centrale de Traitement) de suivre pas à pas le déroulement des opérations. Ce code indique l’endroit de la mémoire dans lequel se trouvent les informations concernant l’état de travail, s’il est terminé ou en cours de traitement. Mis à jour en permanence, ces descripteurs permettent au contrôleur et aux administrateurs de prendre à tout instant la décision adéquate. Ils laissent également la possibilité à l’administrateur du CPU de suspendre l’exécution d’un travail pour le reprendre plus tard sans perdre le fil, sans sauter ni répéter une étape. En complément de son rôle de suivi du déroulement des opérations dans l’ordinateur, le contrôleur peut également avoir la charge de préserver l’ordinateur d’une utilisation illégale. Dans ce rôle de maintien de la sécurité, le contrôleur vérifie les noms des utilisateurs sur une liste électronique d’autorisation d’accès. Dans le cas le plus simple, il demande à l’utilisateur un mot de passe qui confirme son autorisation d’utiliser l’ordinateur. Dans de nombreux systèmes, des vérifications supplémentaires permettent d’établir si, après avoir été autorisé à y accéder, l’utilisateur a le droit de s’en servir à son gré. L’administrateur des entrées/sorties L’administrateur des entrées/sorties est chargé d’un certain nombre d’opérations fondamentales. En fait, les premiers systèmes d’exploitation n’étaient rien d’autre que des programmes chargés de gérer les E/S, sans lesquelles l’ordinateur ne pourrait pas communiquer avec les utilisateurs. Le gestionnaire des E/S prend en charge de nombreuses opérations d’entrées/sorties simultanées. De plus, il doit s’accommoder des différences de vitesse entre le CPU, qui peut traiter plusieurs dizaines de millions de bits par seconde, et les périphériques, tel que le clavier, qui n’envoient ou ne reçoivent que quelques centaines de bits par seconde. Pour éviter au système d’être pénalisé par ces énormes différences, l’administrateur emploie des buffers, zones de mémoires utilisées pour stocker temporairement les données en attendant leur traitement par le CPU. En outre, l’administrateur des entrées/sorties a la responsabilité de répartir le travail des périphériques partageables, lecteurs de disque par exemple, qui peuvent traiter en même temps des problèmes très différents, ou d’autres comme les imprimantes, qui n’effectuent qu’une tâche à la fois. Afin de pallier les longues attentes des périphériques non partageables, l’administrateur peut utiliser la technique du « spooling » qui consiste à conserver provisoirement en mémoire de grandes quantités de données en attendant que le périphérique se libère. Afin de conserver la trace de tous les travaux qui entrent et sortent de la machine, l’administrateur des entrées/sorties doit constamment tenir à jour un fichier en mémoire, qui indique l’état des divers périphériques. Ces informations permettent à l’administrateur de déterminer à tout instant les périphériques utilisables. Si quelque tâche exige l’utilisation d’un périphérique occupé, le gestionnaire crée une file d’attente organisée selon les priorités, ou tout simplement en fonction de l’ordre d’arrivée. Tout en assurant toutes ces fonctions, l’administrateur des entrées/sorties doit conserver d’étroites relations avec les autres administrateurs. Pour signaler au CPU qu’une tâche entrée/sortie est terminée ou qu’une autre peut commencer, il utilise des signaux dits interruptions. Il lui faut évidemment coopérer avec l’administrateur de la mémoire pour situer les données correspondant à telle ou telle tâche. L’administrateur des fichiers Dans tout travail réalisé par un ordinateur, de nombreuses demandes sont formulées pour retrouver des données ou des programmes sur les systèmes de mémoire permanente de la machine. C’est, entre autres, le travail de l’administrateur des fichiers. Il est chargé de trouver de la place pour écrire les nouveaux fichiers ou d’effacer les anciens quand il en reçoit l’ordre. En outre, il limite l’accès aux données aux seuls détenteurs d’une autorisation. La clé de la réussite, dans la gestion de plusieurs milliers de fichiers, réside dans la tenue d’un index rectifié chaque fois qu’un fichier est créé, mis à jour, ou effacé. Quand des données sont enregistrées sur bande, tous les bits du fichier doivent être réunis en séquence. Cependant, sur un disque, un fichier peut être réparti en divers endroits. L’administrateur des fichiers doit être capable de réunir ces fragments quand on le lui demande. Ce système de rangement peut paraître aléatoire, il permet néanmoins de tirer le meilleur parti de la place mémoire, en ajustant la taille des diverses portions de fichier à celle des endroits disponibles. Pour permettre à l’administrateur de faire face à cette immense complexité, chaque portion de fichier se termine par un pointeur qui indique l’endroit où se trouve la suite du fichier. Les pointeurs signalant le début des fichiers sont consignés dans un index qui permet de retrouver facilement et sans erreur l’ensemble des données d’un fichier, quels que soient les endroits où il a été enregistré. Que l’information soit enregistrée sur bande ou sur disque, le traitement des données commence toujours par le nom du fichier et la commande à laquelle répondre. Ces informations proviennent des terminaux et transitent par le contrôleur. C’est lui qui passe ensuite la commande à l’administrateur des fichiers, qui se charge de consulter ses registres afin de réunir les éléments d’information. Lorsque cette dernière est disponible, il avertit l’administrateur des entrées/sorties, lequel la véhicule vers le terminal, l’imprimante ou le modem. L’administrateur de la mémoire Pour être menée à bien, toute tâche requiert un certain espace dans la mémoire vive de l’ordinateur. L’administrateur a la responsabilité d’attribuer à chaque tâche la quantité de mémoire nécessaire au bon déroulement de celle-ci. Il doit également s’assurer que la place mémoire ainsi attribuée n’est pas déjà occupée pour un autre usage. La mémoire est divisée en sections de même taille appelées « pages ». Dépendant de l’ordinateur et de son système d’exploitation, une page peut contenir plusieurs milliers d’octets de mémoire. L’administrateur de la mémoire divise chaque tâche en sections d’une page, puis leur attribue de l’espace vide. A l’instar de l’organisation sur disque, une tâche peut être disséminée aux quatre coins de la mémoire. Si tout l’espace est plein, comme c’est souvent le cas pour un ordinateur très sollicité, l’administrateur de la mémoire utilise une possibilité du système d’exploitation connue sous le nom de « mémoire virtuelle » afin de faire de la place pour le nouvel arrivant. Lorsque la place supplémentaire est nécessaire pour de nouvelles données ou pour un programme, l’administrateur de la mémoire utilise les codes d’identification préparés par le contrôleur pour recopier sur les unités de stockage un certain nombre de pages inutilisées à cet instant précis. Cela lui permet de remplir l’espace ainsi libéré avec les nouvelles données à traiter. S’il a soudain besoin des anciennes données, il peut rapidement les relire sur les unités de stockage pour les replacer en mémoire, déplaçant au besoin des informations inutilisées. L’une des rares informations qui ne quitte jamais la mémoire est la table de référence qui sert à répertorier l’attribution des pages dans la mémoire. Grâce à cette table, constamment mise à jour, l’administrateur de la mémoire peut retrouver les éléments de chacune des tâches traitées. L’administrateur de l’UCT (CPU) Toute tâche accomplie par le système d’exploitation requiert la puissance de calcul du processeur central, le CPU. Le travail essentiel de l’administrateur en charge du CPU consiste à planifier son activité. Il organise la file d’attente des opérations à traiter. Il répartit le temps entre les différentes opérations afin que chacune reçoive sa part de temps de CPU selon la méthode des « tranches de temps ». Une fois qu’une tâche est terminée, le CPU envoie le résultat à l’administrateur de la mémoire pour une mise en mémoire temporaire et la tâche suivante est mise en route. Si le travail n’est pas terminé, il retourne dans la file d’attente pour attendre un autre tour. L’administrateur du CPU dispose de plusieurs options qui lui permettent d’attribuer certaines priorités aux différentes tâches qu’il doit traiter. Chaque fois qu’une nouvelle tâche arrive dans la file d’attente, l’administrateur du CPU peut revoir la liste des priorités et réarranger la file d’attente en conséquence. Ainsi une tâche peut se retrouver immédiatement en tête si l’administrateur décide que cette manière de faire est la plus efficace. Il peut prendre cette décision en fonction de la nature des diverses demandes et de son expérience passée, et donc attribuer quelques tranches de temps à une tâche importante avant d’autres mineures afin que l’attente soit réduite. En certaines occasions, l’administrateur peut même interrompre une tâche au beau milieu d’une tranche de temps afin de traiter instantanément un événement d’une priorité des plus pressantes comme par exemple une demande d’entrée/sortie du système d’exploitation ou une indication dysfonctionnement, ce que l’on appelle une « interruption » parce que la tâche prioritaire demande à l’administrateur l’arrêt du traitement en cours pour être immédiatement prise en compte. Pour répondre à une telle demande, l’administrateur commence par faire ce que l’on appelle une sauvegarde de contexte en recopiant l’état du traitement en cours dans une mémoire spéciale appelée « pile d’interruption ». Quand la tâche prioritaire a été traitée, l’administrateur de CPU peut relire cette « pile » avant l’interruption afin de reprendre le cours normal des opérations. Une tâche ayant provoqué une interruption peut à son tour être interrompue par une tâche plus prioritaire. L’administrateur du CPU effectue alors une autre sauvegarde de contexte sur le sommet de la pile. Quand le CPU reprend une tâche sur la pile, il s’agit toujours de la dernière sauvegardée. LA MACHINE A TOUT FAIRE Impressionnant d’efficacité, le système informatique de la police New Yorkaise, le SPRINT (Special Police Radio Inquiry Network), permet un traitement des informations à une vitesse record. Grâce à un système d’exploitation, l’ACP (Airline Control Program) conçu par IBM, qui gère une grande quantité de données et la transmet instantanément, une carte détaillée de la ville localise à tout instant les diverses patrouilles et les services d’assistance disponibles. C’est ce que l’on appelle un système de gestion transactionnel en temps réel ou OLTP (on-line transaction processing) qui permet l’échange d’informations entre la machine et son utilisateur. Le terme de « temps réel » signifie que l’utilisateur à un accès immédiat à la puissance de traitement et aux données durant l’opération, c’est-à-dire que l’opérateur travaille directement avec la machine ; ce qui n’est pas le cas du traitement par lots pour lequel l’utilisateur n’a pas le contrôle de l’opération pendant toute la durée du traitement. La gestion transactionnelle date des années 1960 où elle a été conçue pour permettre aux utilisateurs de retrouver les informations, de les modifier ou de les compléter de manière rapide. La caractéristique principale est de permettre à plusieurs utilisateurs d’avoir accès à une même information. Grâce à ce système, l’utilisation de l’ordinateur est simplifiée et offre un service plus rapide, plus souple et plus complet tout en efficacité. Ces avantages se retrouvent dans la rapidité d’intervention des forces de police lors d’un appel mais aussi dans le système automatique de réservations des compagnies aériennes (plus de 20 compagnies le possèdent à la fin des années 1980). Il s’agit d’un logiciel issu de la collaboration entre IBM et American Airlines sous le nom de SABRE (Semi-Automated Business Research Environment) en 1964 et géré par le système d’exploitation ACP, à la fois gestionnaire de transaction et gestionnaire de bases de données. Dans le même temps, une autre technique apparaît, le traitement partagé en ligne, système interactif qui donne à l’utilisateur des résultats immédiats. Il offre la possibilité de contrôler rapidement les erreurs dans les fichiers et de les modifier. John McCarthy, professeur des sciences de la communication publie en 1959 un rapport qui l’amène à mettre au point ce système sous le nom de CTSS (Compatible Time-Sharing System) qui sera effectivement opérationnel en 1961. C’est un ensemble de programmes appelés « executive » ou « supervisor » soit une coordination du fonctionnement des composants du système accompagné d’une horloge interne qui répartit des tranches de temps à chaque utilisateur. CTSS est un système multi-utilisateurs et multi-tâches. Tandis que l’ACP permet à plusieurs utilisateurs d’accéder à une même base de données, le CTSS peut résoudre des problèmes divers sur différents programmes. Le partage des fichiers devant être autorisé et non plus automatique. Très vite, le système est utilisé par des services de comptabilité en ligne, d’organisation du personnel et des patients dans des hôpitaux… Le système de traitement transactionnel marche plus fort pour IBM que le système de temps partagé. Cela lui vaut un partenariat avec North American Rockwell, entreprise aérospatiale qui a pour projet le programme Apollo, destiné à voyager vers la Lune. En 1965 une équipe formée de chercheurs des deux sociétés met en place un système de gestion d’inventaire semblable à l’ACP. En 1967, le partenariat cesse pour incompatibilité d’objectifs mais IBM consent à assurer la maintenance et la modification du logiciel qu’il nomme IMS (Information Management System) qui fonctionne à merveille en tant que traitement par lots à partitions ultra prioritaires et contribue au succès du programme Apollo en 1969. IBM travaille en parallèle avec une grosse société de services, Commonwealth Edison qui souhaite investir dans un système interactif de base de données clients. Leur collaboration donne naissance à un système d’information client (Customer Information System ou CIS) inauguré en 1968 comme premier service consommateurs en ligne fonctionnant en temps réel. IBM le commercialise sous le nom CICS (Customer Information Control System) et profite d’un nombre incessant de commandes, il modifie régulièrement ses systèmes pour répondre à la demande d’une clientèle toujours plus exigeante. Le système ACP permet à IBM de s’assurer un marché fort intéressant. Entre le logiciel SPRINT dont la police New Yorkaise ne peut plus se passer, le réseau SABRE des compagnies aériennes, IBM compte aussi parmi ses illustres clients, Bank-Americard, ou depuis 1977 VISA, qui utilise alors un système d’autorisation de crédit hors zone de la banque éditrice appelé BASE 1. Le traitement des opérations en temps réel s’étend à tous les secteurs dans les années 1970 grâce à l’arrivée des mini-ordinateurs intégrés de systèmes OLTP. De plus, l’industrie du supermarché adopte l’Universal Product Code (UPC) qui permet l’impression et la lecture des codes barres dans les magasins. Gain de temps pour les clients et les directeurs de magasin. De même les compagnies de téléphone utilisent les systèmes OLTP et informatisent leur base de données tout comme les bibliothèques. Les années 1980 voient la modification toujours plus performante du système ACP en TPF (Transaction Processing Facility), utilitaire de traitement d’opérations avec de plus en plus de fonctions, favorisant la simplification des systèmes de réservation. Il est aussitôt adopté avec aisance par de grandes chaînes hôtelières comme la Holiday Corporation qui en fournit à toutes ses filiales, Holiday Inn, Hampton Inns et Embassy Suites. Les ventes de systèmes OLTP se multiplient alors par 4 dans la première moitié de la décennie. REMEDIER AUX PANNES Cette abondance de systèmes OLTP engendre une difficulté majeure : celle des pannes d’ordinateurs. Celles-ci deviennent critiques car elles entraînent des manques à gagner du fait de la dépendance des entreprises aux ordinateurs. Les sociétés dépensent alors des millions pour mettre au point des systèmes de sauvegarde qui ne fonctionnent pas. Une petite société de Californie voit le jour fin 1974, Tandem Computers et crée un système moins onéreux, un ensemble de matériel/logiciel spécialement conçu pour les systèmes OLTP : un ordinateur et un système d’exploitation capables de poursuivre le traitement des opérations en cas de dysfonctionnement intempestif. Les inventeurs ne sont rien moins que des anciens de la très célèbre Hewlett-Packard, Jim Treybig, ancien directeur de marketing de la division micro-ordinateurs, Mike Green et Jim Katzman, concepteurs architectes, Jack Loustanou, ancien cadre supérieur chargé de la politique commerciale. Le produit qui résulte de leur collaboration voit le jour en 1975, le Tandem 16 ou Système Non-Stop. C'est un système informatique transactionnel en temps réel qui tolère la panne, la réparation en temps réel et l’évolution du système. Autrement dit, l’ordinateur continue de fonctionner même si un de ses éléments tombe en panne, même pendant la réparation d’un élément de l’unité centrale et il accepte l’ajout de nouveaux programmes. Ce système d’exploitation utilisé est appelé Système d’Exploitation des transactions/Tandem (T/TOS). En 1977, Tandem avait la confiance des banques et en était l’un des principaux fournisseurs, détrônant IBM, son système en continu représentant un standard de fiabilité dans les transactions directes. Puis le système Tandem s’étendit au secteur industriel. En 1980, Tandem était l’entreprise à la plus forte croissance des Etats-Unis, de 6 clients en 1977, elle en comptait 758 en 1983 pour atteindre 450 millions de dollars. L’ordinateur prenait une importance considérable en tant qu’outil de travail économique dans la vie de tous les jours, il était le centre principal de commerce. On parle alors de l’Âge de l’Information. L’INVASION DES MICROPROCESSEURS La quantité de microprocesseurs produite chaque année varie de quelques dizaines en 1972 à plusieurs millions dans les années 1980. Leur usage envahit tout type d’équipement de la vie quotidienne des citoyens : électroménager, machines à coudre, moteurs automobiles, appareils photo, même les jouets et bien sûr les micro-ordinateurs. L’évolution est considérable en ce qui concerne l’électronique bancaire mais aussi le commerce. Dans ce domaine, l’informatisation permet de suivre la marchandise en temps réel, de la vérifier grâce aux code-barres et par là même d’automatiser la vente, ce qui engendre une simplification de la comptabilité. L’ère de l’informatique fait des ordinateurs les maîtres de notre quotidien. Sources : Initiation à l’informatique, 1986 – L’ère de l’informatique, 1988 éditions Time-Life Les technologies n'ont de cesse d'évoluer pour vous apporter la satisfaction que vous espérez. Nous sommes en mesure aujourd'hui de vous proposer des produits de qualité qui répondent à la même rigueur professionnel d'antan. Découvrez ou redécouvrez la technologie SCSI, norme qui vous permet de connecter bons nombres de périphériques équipés de connecteurs SCSI à votre PC grâce à un système de contrôle des entrées/sorties sur le bus des données. Ne manquez pas l'inévitable technologie USB qui fait des merveilles dans le raccord de tous les périphériques PC, du simple clavier ou souris au sophistiqué appareil photo numérique ou téléphone USB. Le téléphone USB fait parti de cette avancée technologie que l'on nomme téléphonie sur IP et qui vous plaira instantanément. Elle est le moyen idéal de communiquer par téléphone à travers le monde entier grâce à votre connexion Internet et ce, à partir de 0 € TTC. Pour plus d'infos, rendez-vous sur nos sites de téléphonie. 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