Systèmes d'exploitation : principes, programmation et virtualisation - SMB101

Objectifs pédagogiques :

Ce cours a pour objectif de présenter les concepts des systèmes d'exploitation et leur programmation en étudiant les mécanismes de base des systèmes d'exploitation classiques mais aussi ceux des systèmes temps réel, des systèmes embarqués et des objets connectés. Les principes de virtualisation des systèmes d'exploitation sont aussi abordés dans ce cours.

Public et conditions d'accès :

Elèves ayant des connaissances de base en systèmes informatiques vues en UTC502 au Cnam ou équivalent, ainsi que des connaissances en programmation (de préférence en langage C).

Méthodes de validation :

Examen écrit

Contenu de la formation :

Concepts et paradigmes des systèmes d'exploitation classiques.

Mécanismes de mise en œuvre des primitives dans le noyau de systèmes tels que Linux ou Unix BSD : notion de processus et de thread, parallélisme et synchronisation, ordonnancement, gestion de la mémoire virtuelle, gestion des signaux, etc.

• Concepts et paradigmes des systèmes temps réel.

Architecture, notion de tâche périodique et apériodique, gestion des interruptions, politiques d'ordonnancement temps réel, gestion des handlers, etc.

• Concepts et paradigmes des systèmes embarqués et objets connectés.

Etude de quelques exemples microcontrôleurs
Programmation d'un système embarqué et d'un objet connecté
Principes de l'Internet des objets.

• Concepts et principes de la virtualisation de systèmes et de la conteneurisation

Etude des différentes techniques mises en œuvre dans les hyperviseurs logiciels (VMWare, Xen, KVM).
Support matériel de la virtualisation de systèmes.
Etude du support de la virtualisation intégré dans les architectures matérielles récentes : processeurs Intel-VT, mécanismes de Direct I/Os, fonctions PCI virtuelles.
Etude des principes de la conteneurisation et de l'orchestration des conteneurs (exemple de Docker containers et Kubernetes)

Les séances de cours sont suivies de séances de TP permettant d'illustrer les concepts étudiés. En plus de TP sous Linux, des TP peuvent être proposés sur d'autres plates-formes comme FreeRTOS pour les systèmes temps réel, Raspberry pi ou Arduino pour illustrer la programmation des systèmes embarqués et les plates-formes mobiles (Android par exemple) comme exemple d'objets connectés. La virtualisation traitera de la gestion des machines virtuelles à l'aide d'hyperviseurs mais aussi de solutions de virtualisation avec empreinte plus légère comme les Container Docker. Ainsi des TP sur la virtualisation et la conteneurisation (exemple de Kubernetes) viennent illustrer les concepts étudiés en séances de cours.

Bibliographie :

S. Bouzefrane: Les systèmes d'exploitation, Unix, Linux et Windows XP, avec C et Java, Dunod 2003 (566 pages), ISBN : 2100071890
R. H. Carver, Kuochung Tai: Modern Multithreading Wiley 2005 (465 pages)
J.E. Smith, R. Nair: Virtual Machines - versatile platforms for systems and processes, Elsevier
E. Bugnon, J. Nich, D. Tsafrir: Hardware and Software Support for Virtualization - Morgan and Claypool Life Sciences ISBN: 1627056939
page web de Samia Bouzefrane: http://cedric.cnam.fr/~bouzefra/cours_smb101.html

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants :

CC13800A : Certificat de compétence Analyste en cybersécurité
LG02500B : Licence Sciences technologies santé mention informatique En alternance
CC14800A : Certificat de compétence Gestionnaire de la sécurité des données, des réseaux et des systèmes
CYC9101A : Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique parcours Architecture et ingénierie des systèmes et des logiciels (AISL)
CYC9102A : Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique parcours Intelligence Artificielle et Optimisation
CYC9104A : Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique parcours Informatique, réseaux, systèmes et multimédia
CYC9105A : Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique parcours Informatique systèmes d'information
CYC9106A : Diplôme d'ingénieur Spécialité informatique parcours Cybersécurité
CRN0801A : Titre RNCP Niveau 6 Concepteur intégrateur d'infrastructures informatiques (systèmes et réseaux, applicatives, ou de sécurité) parcours Systèmes et réseaux
CRN0802A : Titre RNCP Niveau 6 Concepteur intégrateur d'infrastructures informatiques (systèmes et réseaux, applicatives, ou de sécurité) parcours Systèmes d'information
CRN0803A : Titre RNCP Niveau 6 Concepteur intégrateur d'infrastructures informatiques (systèmes et réseaux, applicatives, ou de sécurité) parcours Cybersécurité
LG02501A : Licence Sciences technologies santé mention informatique parcours Informatique générale

Code UE SMB101

Crédits 6 ECTS

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Date de début de cours :
Île-de-France : 1^er semestre et annuel : 30/09/2024 2^e semestre : 17/02/2025 Paris : 1^er semestre et annuel : 16/09/2024 2^e semestre : 03/02/2025 Les dates fournies sont d'ordre général à toutes les formations. Les cours pour cette formation peuvent potentiellement commencer un peu plus tard dans le semestre.
Annuel :
Il s'étend de fin septembre / début octobre à début juillet (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).
Semestre 1 :
Il s'étend de fin septembre / début octobre à fin janvier / début février (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).
Semestre 2 :
Il s'étend de fin février / début mars à début juillet (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

	Cours du soir :
	Les cours commencent le plus souvent à 18h30 dans les centres.
	Cours en journée :
	Se renseigner auprès du centre pour connaître les horaires.
	Cours en ligne :
	les cours sont diffusés sous forme de séances numériques via une plateforme d’e-learning animées et tutorées par un enseignant. Des séances de regroupement en visio sont proposées.
	Classe virtuelle (Formation à distance planifiée):
	L'enseignant à distance intervient en direct et en visioconférence sur la plateforme d'e-learning. Il complète son intervention par des activités interactives (exercices échanges…)
	Cours en ligne hybride :
	Cette modalité associe des cours en ligne tutorées et des regroupements en présentiel obligatoires.
	Cours hybrides :
	Cette modalité mixe des cours en présentiel (en cours du soir ou en journée) et des cours en ligne.
	Cours en ligne organisés par un autre centre CNAM Régional :
	Les cours sont diffusés sous forme de séances numériques via une plateforme d'e-learning animées et tutorées par un enseignant.
	Formation co-modale :
	Formation proposée en présentiel et à distance en simultané. L'auditeur a la possibilité de choisir de venir sur site pour suivre l'enseignement ou bien de suivre à distance. Les cours se déroulent en semaine généralement après 18h ou le samedi.

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