Introduction aux systèmes d'exploitation

Chaque fois que vous visitez un site web, une chaîne invisible se met en marche : votre navigateur envoie une requête à un serveur, ce serveur exécute du code, interroge une base de données et renvoie une page. Au cœur de cette mécanique se trouve un système d’exploitation — le logiciel qui orchestre tout le matériel et permet aux applications de fonctionner.

Ce premier bloc pose les bases : qu’est-ce qu’un système d’exploitation, comment un ordinateur est organisé, et pourquoi Linux est l’environnement de référence pour le développement web.

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Qu’est-ce qu’un système ?

Avant de parler de système d’exploitation, clarifions la notion de système. Un système est un ensemble de composants qui interagissent pour accomplir un objectif commun.

Système de transport

Routes, véhicules, feux de circulation et conducteurs collaborent pour déplacer des personnes d’un point à un autre.

Système informatique

Matériel, logiciels et utilisateurs collaborent pour traiter, stocker et communiquer de l’information.

Un système informatique peut être décomposé en trois couches qui communiquent les unes avec les autres :

Couche	Rôle	Exemples
Matériel (hardware)	Exécuter physiquement les opérations	Processeur, mémoire, disque, carte réseau
Système d’exploitation	Gérer le matériel et offrir des services aux applications	Linux, Windows, macOS, Android
Applications	Répondre aux besoins de l’utilisateur	Navigateur, éditeur de code, serveur web

Analogie du restaurant

Pensez à un restaurant : le matériel, c’est la cuisine (fours, réfrigérateurs, ustensiles). Le système d’exploitation, c’est le chef de cuisine qui coordonne les ressources. Les applications, ce sont les plats commandés par les clients.

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Le rôle du système d’exploitation

Le système d’exploitation (SE) est le logiciel fondamental qui démarre avec l’ordinateur et reste actif en permanence. Il joue deux rôles principaux.

Gestionnaire de ressources

Le SE répartit les ressources matérielles entre les programmes qui en ont besoin :

Ressource	Ce que le SE gère	Exemple concret
Processeur (CPU)	Quel programme s’exécute, et pendant combien de temps	Votre navigateur et votre éditeur de code partagent le même processeur
Mémoire vive (RAM)	Quel espace mémoire est attribué à chaque programme	Node.js reçoit 512 Mo, le navigateur reçoit 1 Go
Stockage (disque)	Comment les fichiers sont organisés et accessibles	Vos fichiers HTML sont rangés dans /home/etudiant/projet/
Périphériques	Comment communiquer avec le clavier, l’écran, le réseau	Les données reçues par la carte réseau sont transmises au serveur web

Interface entre l’utilisateur et le matériel

Sans système d’exploitation, il faudrait programmer directement le matériel pour chaque tâche. Le SE offre une couche d’abstraction : vous tapez une commande ou cliquez sur un bouton, et le SE traduit cette action en instructions que le matériel comprend.

Un programme ne touche jamais directement le matériel

Quand un serveur Node.js écoute sur le port 3000, il ne parle pas directement à la carte réseau. Il demande au système d’exploitation de le faire via un appel système. Le SE garantit que plusieurs programmes peuvent utiliser le réseau sans interférence.

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Architecture générale d’un système informatique

Les quatre ressources principales

Processeur

Le processeur (CPU — Central Processing Unit) est le cerveau de l’ordinateur. Il exécute les instructions des programmes, une à une, à très grande vitesse.

Caractéristiques clés :

• Fréquence (ex. : 3,5 GHz) — vitesse d’exécution des instructions
• Cœurs (ex. : 8 cœurs) — capacité à exécuter plusieurs tâches en parallèle

En développement web : Quand un serveur reçoit 100 requêtes simultanées, le processeur (avec l’aide du SE) alterne rapidement entre elles pour donner l’impression qu’elles sont traitées en même temps.

Mémoire vive

La mémoire vive (RAM — Random Access Memory) est l’espace de travail temporaire de l’ordinateur. Elle stocke les données des programmes en cours d’exécution.

Caractéristiques clés :

• Rapide — beaucoup plus rapide que le disque
• Volatile — tout est perdu à l’extinction de l’ordinateur
• Capacité (ex. : 8 Go, 16 Go)

En développement web : Quand un serveur Express.js traite une requête, les variables, les objets et les données de la base de données en cours de traitement sont en mémoire vive.

Stockage

Le stockage (disque dur ou SSD) conserve les données de façon permanente, même quand l’ordinateur est éteint.

Caractéristiques clés :

• Persistant — les données survivent au redémarrage
• Grande capacité (ex. : 256 Go, 1 To)
• Plus lent que la mémoire vive

En développement web : Vos fichiers de code source, les fichiers de configuration du serveur et les bases de données sont stockés sur le disque.

Périphériques

Les périphériques sont les dispositifs qui permettent à l’ordinateur de communiquer avec l’extérieur.

Types principaux :

• Entrée — clavier, souris, microphone
• Sortie — écran, imprimante, haut-parleurs
• Entrée/sortie — carte réseau, clé USB, disque externe

En développement web : La carte réseau est le périphérique le plus important — c’est par elle que transitent toutes les requêtes HTTP entre le client et le serveur.

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Les systèmes d’exploitation courants

Il existe plusieurs familles de systèmes d’exploitation, chacune avec ses usages principaux :

Système	Famille	Usage principal
Windows 10/11	NT	Postes de travail, bureautique, jeux
macOS	Unix (BSD)	Postes de travail créatifs et développement
Linux (Ubuntu, Debian, Fedora…)	Unix	Serveurs web, cloud, développement
Android	Linux	Téléphones et tablettes
iOS	Unix (BSD)	Téléphones et tablettes Apple

Remarquez un patron

Trois des cinq systèmes listés sont basés sur Unix ou Linux. Cette famille domine le monde des serveurs et du développement logiciel.

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Pourquoi Linux pour le développement web ?

Ce n’est pas un hasard si ce cours utilise Linux. Dans le monde professionnel du développement web, Linux est omniprésent.

Serveurs web

La très grande majorité des serveurs web dans le monde tournent sous Linux. Quand vous visitez un site, il y a de fortes chances qu’il soit hébergé sur un serveur Linux.

Outils de développement

Git, Node.js, npm, Docker, les bases de données — la plupart des outils du développeur web sont conçus d’abord pour Linux.

Cloud et déploiement

AWS, Google Cloud, Azure, Heroku — les plateformes d’hébergement utilisent massivement Linux. Déployer une application web, c’est souvent configurer un serveur Linux.

Gratuit et ouvert

Linux est un logiciel libre : gratuit, modifiable et transparent. On peut inspecter exactement comment il fonctionne — un avantage pédagogique majeur.

La pile serveur web typique

Pour comprendre où Linux se situe dans l’écosystème web, voici une pile (stack) serveur typique :

Couche	Composant	Rôle
Système d’exploitation	Linux (ex: Ubuntu)	Gère le matériel et les processus
Serveur web	Nginx ou Apache	Reçoit les requêtes HTTP et les distribue
Environnement d’exécution	Node.js, Python, PHP	Exécute le code de l’application
Base de données	PostgreSQL, MongoDB	Stocke les données de l’application

Tout au long du programme

Dans vos cours de développement web, vous allez installer et configurer chacune de ces couches. Ce cours vous donne les fondations : comprendre et maîtriser la couche du bas: le système d’exploitation.

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Environnement pratique : LabEx

Pour les premières semaines du cours, vous travaillerez dans LabEx, un environnement Linux accessible directement depuis votre navigateur. Aucune installation n’est nécessaire.

1. Accéder à LabEx via le lien fourni sur le site du cours
2. Ouvrir un terminal — c’est la fenêtre noire avec une invite de commande
3. Taper votre première commande et observer le résultat

Premières commandes à essayer

Ouvrez le terminal LabEx et essayez ces commandes une par une :

# Afficher un message
echo "Bonjour, monde !"

# Qui suis-je ? (nom d'utilisateur)
whoami

# Où suis-je ? (répertoire courant)
pwd

# Quelle date sommes-nous ?
date

# Quel système d'exploitation tourne ici ?
uname -a

# Depuis combien de temps le système est-il allumé ?
uptime

Attention à la casse

Linux fait la distinction entre les majuscules et les minuscules. Date et date sont deux choses différentes — seule la seconde est une commande valide. C’est une différence fondamentale avec Windows.

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Quiz — Vérifie ta compréhension

🎯Quiz — Bloc 1

1

Quel est le rôle principal d'un système d'exploitation ?

Afficher des pages webGérer les ressources matérielles et offrir des services aux applicationsStocker les fichiers sur le disque durConnecter l'ordinateur à Internet

2

Quelle est la différence fondamentale entre la mémoire vive (RAM) et le stockage (disque) ?

La RAM est plus grande que le disqueLe disque est plus rapide que la RAMLa RAM est volatile (données perdues à l'extinction), le disque est persistantIl n'y a pas de différence, ce sont deux noms pour la même chose

3

Pourquoi Linux est-il l'environnement de référence pour le développement web ?

Parce qu'il est le seul système capable d'afficher des pages webParce qu'il est plus rapide que tous les autres systèmesParce que la majorité des serveurs web tournent sous Linux et les outils de développement y sont natifsParce qu'il est obligatoire pour programmer en JavaScript

4

Dans la pile serveur web typique, quelle couche se trouve à la base ?

Le serveur web (Nginx)Le système d'exploitation (Linux)La base de données (PostgreSQL)L'environnement d'exécution (Node.js)

Soumettre les réponses

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En résumé

Système d'exploitation

Logiciel fondamental qui gère les ressources matérielles (CPU, RAM, disque, périphériques) et offre une interface aux applications.

Trois couches

Un système informatique s’organise en matériel → système d’exploitation → applications. Chaque couche dépend de celle du dessous.

Linux et le web

Linux domine les serveurs web. L’apprendre, c’est maîtriser l’environnement où vos applications seront déployées.

LabEx

Environnement Linux en ligne pour pratiquer sans installation.